1. Chapter 28
Oncogenes
and
cancer

2. 28. 1 Introduction 28. 2 Transforming viruses carry oncogenes 28
28.1 Introduction 28.2 Transforming viruses carry oncogenes 28.3 Early genes of DNA transforming viruses have multifunction oncogenes 28.4 Retroviruses activate or incorporate cellular genes 28.5 Retroviral oncogenes have cellular counterparts 28.6 Ras oncogenes can be detected in a transfection assay 28.7 Ras proto-oncogenes can be activated by mutation at specific positions 28.8 Nondefective retroviruses activate proto-oncogenes 28.9 Proto-oncogenes can be activated by translocation The Philadelphia translocation generates a new oncogene Oncogenes code for components of signal transduction cascades Growth factor receptor kinases can be mutated to oncogenes Src is the prototype for the proto-oncogenic cytoplasmic tyrosine kinases Oncoproteins may regulate gene expression RB is a tumor suppressor that controls the cell cycle Tumor suppressor p53 suppresses growth or triggers apoptosis p53 is a DNA-binding protein p53 is controlled by other tumor suppressors and oncogenes Immortalization and transformation are independent Telomere shortening causes cell mortality
28 致癌基因和癌症 875
改造的病毒携带致癌基因 ,1135
反转录病毒的致癌基因有细胞的对应物 ,1139
Ras的原致癌基因可被突变激活 ,1141
插入、转位或扩增都可能激活原致癌基因 ,1144
致癌基因编码信号传导级联反应中的元件 ,1149
生长因子受体激酶和胞质中的酪氨酸激酶 ,1151
致癌蛋白可能调控基因表达 ,1156
RB是控制细胞循环的肿瘤抑制子 ,1160
肿瘤抑制因子P53抑制生长或者启动凋亡 ,1162
永久和变化 ,1167

3. 28.1 Introduction
Anchorage dependence describes the need of normal eukaryotic cells for a surface to attach to in order to grow in culture. Aneuploid chromosome constitution differs from the usual diploid constitution by loss or duplication of chromosomes or chromosomal segments. Metastasis describes the ability of tumor cells to leave their site of origin and migrate to other locations in the body, where a new colony is established. Monolayer describes the growth of eukaryotic cells in culture as a layer only one cell deep. Oncogenes are genes whose products have the ability to transform eukaryotic cells so that they grow in a manner analogous to tumor cells. Oncogenes carried by retroviruses have names of the form v-onc.

4. 28.1 Introduction
Primary cells are eukaryotic cells taken into culture directly from the animal. Proto-oncogenes are the normal counterparts in the eukaryotic genome to the oncogenes carried by some retroviruses. They are given names of the form c-onc . Serum dependence describes the need of eukaryotic cells for factors contained in serum in order to grow in culture. Transformation of bacteria describes the acquisition of new genetic markers by incorporation of added DNA.

5. 28.1 Introduction
Three types of changes that occur when a cell becomes tumorigenic are summarized in Figure 28.1
三十七章 癌基因和癌症
限制组织的生命时间是高等真核生物的一个主要特点，个别体细胞有此性质，其生长和分裂受高度的调节。但癌细胞是一个显著的例外，失去一般生长控制而变异地增多，它们能在不适合的地方生长且无限制地繁殖，而这对于它们存在的组织是致命的。
纲要：癌细胞区别于正常细胞的三类性质。培养细胞的连续改变与致瘤性有关。
左：①不同组织有限制细胞生长的性质 ②变形的细胞可形成固体肿瘤 ③在新的位置上形成肿瘤
中：①无限增殖 ②转化变形 ③转移
右：①原代细胞培养几代 ②危险期：大多数细胞死亡，少数存活 ③建立起来的细胞系：无限增殖，但细胞继续贴壁，需要血清，同样有接触抑制 ④变形的细胞：非停泊依赖，非血清依赖，非接触抑制，改变形状，变圆，长成灶（focus）⑤完全致瘤性：细胞易变，能转移形成新的群落。
当一个细胞肿瘤化，发生三种类型的变化，见图37.1
图37.1
u          无限增殖，描述了无限生长的性质（无其它任何表型上必然存在的改变）
u          转化，描述观察一般生长抑制的失败：例如，转化的细胞不需要依靠正常细胞生长所必需的某些因子。
u          转移，描述癌细胞具有侵染正常组织的能力，以至于它可以离开起源处而在身体内建立一个新的基地。
为了描述导致细胞脱离正常控制而产生病变的异常因素，我们需要比较体内正常细胞与癌细胞的生长特征。转化的细胞很容易生成，但复制非常难。
当细胞从脊椎动物组织中取出放入培养基中，它们生长成几代后，进入衰老期，这时同时生长停止。紧接着又是一个危险期，这时多数细胞死亡。而存活者显露出无限分裂的能力，但从危险期表现的行为来看，它们的性质已发生变化。这个时期的性质描述得很少，并且我们不了解一个细胞适应在培养基中生长的分子改变情况，但在原理上这包含无限增殖的过程。
Figure 28.1 Three types of properties distinguish a cancer cell from a normal cell. Sequential changes in cultured cells can be correlated with changes in tumorigenicity.

6. 28.1 Introduction
这种生命在大多数细胞通过危险期时时间的限制，限定我们有两种观点来学习非转化的细胞，而非全部满足。
u          原代细胞，是直接从组织中取出的细胞的后代，它们在细胞内极其相似，但在许多阶段只是一段有联系的短生存，因为培养基在危险期死亡。
u          细胞通过危险期后开始建立形成一列细胞（非肿瘤化），它们能无限期永存，但它们的性质在经过危险期时发生变化，在适应培养基生长时还能真正继续变化，这些变化可能同包含在肿瘤形成过程中部分相似，导致细胞的用处的减少。
一个建立的细胞系变成无限增殖，但这通常不是肿瘤化。非肿瘤化细胞系扮演的角色与原代细胞相似，包括：
u          停泊依赖——细胞需要粘附在一个固体或坚固表面
u          血清（或生长因子）依赖——血清提供生长必需的生长因子
u          依赖密度的生长抑制——因为生长被限制，细胞只能生长到一定密度，此过程中可能包含细胞间的联系。
u          细胞骨架组织——细胞是扁平的，在生长处的表面上伸展，并且含一种典型的应力纤维延伸而成的网状结构（包含肌动蛋白丝）。
这些性质的结果是细胞在底物呈单层细胞生长。
这些性质提供了能判定细胞一般性的渠道，当然，任何建立的细胞系只提供细胞外控制的相似，在分析这些细胞染色体基因基础上的生长控制时，需要强调的是，通常他们的染色体成分发生了改变，幷不是真正的二倍体。这种生物就叫做非整倍体。
Figure 28.1 Three types of properties distinguish a cancer cell from a normal cell. Sequential changes in cultured cells can be correlated with changes in tumorigenicity.

7. 28.1 Introduction
图37.2 正常的成纤维细胞长成一层平的，且铺展开。但是变形的成纤维细胞变圆形成细胞灶。左边的培养基中含正常细胞，右边包含变形的细胞。上图是用普通显微镜，下图是用扫描电镜。图由Hidesaburo Hanafusa和J.Michael Rishop热情提供。
从肿瘤培养而不是来自正常组织培养的细胞表现出部分或者全部性质的改变。它们被称作变形。一个变形的细胞生长受约束很少，通常它不需要粘附在固体的表面，减少了血清依赖性，堆积为一大团厚细胞而不是在表面单层生长，并且当将其注入合适的动物可以诱导产生肿瘤。图37.2对比了正常成纤维细胞与变形后的细胞在培养基中生长的情况。
设想有一条癌细胞形成的共同规律是很幼稚的：细胞组成中的许多类型的变化有能力形成癌细胞，但是培养基中细胞的这种无限增殖和转化交联的改变提供了一个动物癌细胞形成的模型。通过比较动物正常细胞与变形的细胞系，我们希望确定肿瘤形成的基因基础规律并且理解包含在这种转化中的表型过程。
某种因素使普通细胞转变为变形的细胞，为包含在肿瘤形成中的过程提供了一个模型。通常大量的基因改变是致癌必须的；而有时一系列渐进的变化将导致肿瘤获得增加的病毒性。人类随年龄发生的癌症证明6~7种因素形成一种癌症要20~40年。极少数情况下，癌症是倾向于孟德尔特色遗传的，其指出：一个单独的基因改变是一个重要或者必需的成分。
多样的药剂提高了细胞转变为变形条件的频率；它们被称为致癌物。有时这些致癌物被分成“启动”和“促进”的肿瘤形成，包括癌细胞发展过程中的不同状态。致癌物可能引起胚胎（epigenetic）改变或直接或间接改变细胞的基因型。
有两类基因，其突变能引起转化
u          癌基因被确定由病毒带入而使目标细胞转化。一种主要类型的病毒癌基因含有在正常细胞中功能性的细胞counterparts，这种分子基因被称为原癌基因，在某些情况下，它们在细胞内的突变或异常活化是与肿瘤形成相关联的。大约100种癌基因已经被确定。这些癌基因分成几组，代表从跨膜蛋白到转录因子的一系列不同活性的类型。因此，这些功能的确定能对肿瘤形成中类型的变化的理解有很大的帮助。一个肿瘤基因的产生，表示获得一项在原癌基因不适应的活动功能。这可以包括蛋白质中的突变，组成性活化，超表达，或者没能在适当的时候停止表达。
u          癌症抑制物是通过致瘤性的丧失发现的。一种世袭癌症给它们的特性提供最有力的证据。病人疾病发展为癌症失去所有等位基因，并缺乏一种活跃基因。也有新的证据，这些基因的改变可能与广泛的癌症过程有关。现在大约知道10种癌症抑制物。他们表现为一些抑制细胞循环和生长的功能丧失；抑制性的丧失是致癌的。
在本章的最开始，我们认识到两类基因怎样被确定，并且我们询问肿瘤基因怎样活化的，癌症抑制物如何抑制。然后，我们认识这些事物的分子基础，和癌基因是如何关联细胞表面信号转导到核内的转录因子活化过程中的。
Figure 28.2 Normal fibroblasts grow as a layer of flat, spread-out cells, whereas transformed fibroblasts are rounded up and grow in cell masses. The cultures on the left contain normal cells, those on the right contain transformed cells. The top views are by conventional microscopy, the bottom by scanning electron microscopy. Photographs kindly provided by Hidesaburo Hanafusa and J. Michael Bishop.

8. Figure 28.3 Transforming viruses may carry oncogenes.
28.2 Transforming viruses carry oncogenes
The transforming activity of a tumor virus resides in a particular gene or genes carried in the viral genome. Oncogenes were given their name by virtue of their ability to convert cells to a tumorigenic (or oncogenic) state. An oncogene initiates a series of events that is executed by cellular proteins. In effect, the virus throws a regulatory switch that changes the growth properties of its target cell. Figure 28.3 summarizes the general properties of the major classes of transforming viruses. The oncogenes carried by the DNA viruses specify proteins that inactivate tumor suppressors, so their action in part mimics loss-of-function of the tumor suppressors. The oncogenes carried by retroviruses are derived from cellular genes and therefore may mimic the behavior of gain-of-function mutations in animal proto-oncogenes.
转化的病毒携带癌基因
转化可以自动发生，也可以被某种化学试剂诱发，由肿瘤病毒感染而产生是最显著的。有许多类肿瘤病毒，包括DNA和RNA病毒，它们在各种鸟类和动物界广泛地存在。
病毒种类 病毒类型 基因组大小 癌基因 癌基因起源
多形瘤 双链DNA －6kb T抗原 早期病毒基因
HPV 双链DNA －8kb E6&E 早期病毒基因
腺病毒 双链DNA －37kb E1A&E1B 早期病毒基因
逆转录病毒 单链RNA －9kb 独特的 细胞的
肿瘤病毒的转化能力存在于病毒所携带的基因内的一种或几种特殊的基因。肿瘤基因的名字来自于它们有使细胞转化为致癌状态的能力。一个肿瘤基因促使一系列由分子蛋白执行的事件。从结果上说，病毒使用调节开关改变它目标细胞的生长特性。表37.1列出了主要变形病毒种类的一般性质。多瘤和腺体病毒携带的癌基因指定蛋白钝化肿瘤抑制，因此它们的行为部分相似于癌抑制物的功能丧失。由逆转录病毒携带的肿瘤基因从分子基因中得到，因此可能与动物原瘤基因中功能获得的突变的行为相似。
Figure 28.3 Transforming viruses may carry oncogenes.

9. 28.2 Transforming viruses carry oncogenes
Polyomaviruses and adenoviruses have been isolated from a variety of mammals. Although perpetuated in the wild in a single host species, a virus may be able to grow in culture on a variety of cells from different species. The response of a cell to infection depends on its species and phenotype and falls into one of two classes, as illustrated in Figure 28.4:
多瘤病毒和腺体病毒已经从许多不同的哺乳类分离得到。尽管永存地野生单一种类，一个病毒可以在培养基内不同种类的细胞内生长。一个细胞感染的结果取决于它的种类和基因型两类之一，这在图37.3有描述。
u          自由细胞是多产的传染。病毒进行一个循环被分为早期和晚期。当子代病毒释放时，循环结束，最终细胞死亡。
u          非自由细胞不被传染，并且复制病毒失败，一些被感染的细胞变形，在自由细胞被DNA肿瘤病毒生产性感染，进入裂解循环。非自由细胞变形使表型改变。
此过程中，个别细胞基因型改变，幷且可能无限制培养。
图37.3
Figure 28.4 Permissive cells are productively infected by a DNA tumor virus that enters the lytic cycle, while nonpermissive cells are transformed to change their phenotype.
自由细胞被DNA肿瘤病毒生产性感染，进入裂解循环。非自由细胞变形使表型改变。
生产性感染 变形
早期感染，进入及病毒组分的产生 ① 不成熟的感染，病毒进入
晚期感染，病毒颗粒的复制与组装 ② 整合，病毒DNA变成宿主基因 组的一部分
裂解，细胞死亡，释放病毒 ③ 变形，细胞形状和生长改变

10. 28.2 Transforming viruses carry oncogenes
图37.4: 由多形病毒或腺病毒变形的细胞具有病毒系序列，包括整合到细胞基因组中的初始区域，整合的部位是随意的。
在DNA肿瘤病毒的转化过程中存在一种潜在的普遍的制。癌基因潜在残余物在早期溶菌病毒溶解循环中，具有很活跃的功能或一组有联系的功能。当变形发生时，有关联的基因整合到变形细胞的基因组中，组成性表达。图37.4中列出这些病毒使基因变形的一般模型，在这个模型中癌基因组成性表达产生转化的蛋白。
多瘤病毒很小。多瘤病毒在鼠类中很常见，类似的SV40病毒从恒猴细胞提取出来，最近人类BK和JC病毒描述得较多。所有的多瘤病毒注射到新生的啮类动物体内，都能导致癌变。
经过多次传染，早期的病毒区域有选择交联合成T抗原的重迭蛋白。T抗原病毒在溶解循环中有不同的功能，它们用于晚期表达和病毒的DNA复制。
由多瘤病毒转化的细胞包括整合了部分或全部病毒基因组的复本部分。整合的序列通常包括早期区域，T抗原转化活性依赖于它们同细胞蛋白作用的能力；这与它们直接与病毒基因组相互作用的能力无关。SV40需求“大T”和“小t”抗原，并且多瘤转化要求“T”和“中T”抗原。
乳头瘤病毒是引起上皮癌的小DNA病毒；有75种人类乳头瘤病毒，许多与良性生长关联，但一些与癌基因关联，如特殊的子宫颈癌。两个关联病毒的产物在子宫颈癌基因中表达，为蛋白质E6和E7，能使目标细胞无限增殖。
腺病毒最初是从人类的腺体分离出来的，相似的病毒已经从其它哺乳类动物中分离出来，它们包含超过80种不同但有关联的病毒。人类的腺病毒得到了最好的描述，和呼吸疾病相关联。它们能感染来自不同种类的细胞。
人类细胞是自由的，因此能最大限度地被腺病毒感染。腺病毒在染病细胞复制。但是一些啮齿类动物的细胞是非自由的，所有腺病毒能转化非自由的培养细胞变形，但这些病毒的致癌潜能不同，当它们被注入新生的啮齿类生物，最大的影响是导致癌症，腺病毒转化的细胞的基因获得一部分早期病毒区域，包括编码几个细胞核蛋白质的EIA和EIB基因在内。
Epstein-Barr（非洲淋巴瘤病毒）是一种与多种疾病有关的疱疹,包括传染性的单核细胞增多症,鼻咽癌,非洲Burkitt淋巴瘤,和其它反常淋巴组织增生。EBV只能感染有限种类和细胞表型的宿主细胞。人类B淋巴细胞在体外感染后无限增殖，一些啮齿动物细胞也能被转化。在转化细胞内找到滤过性病菌DNA，尽管是否整合还有争论，转化所需哪些过滤性病菌基因仍不太清楚。
Figure 28.5 Cells transformed by polyomaviruses or adenoviruses have viral sequences that include the early region integrated into the cellular genome. Sites of integration are random.

11. 28.2 Transforming viruses carry oncogenes
Retroviruses present a different situation from the DNA tumor viruses. They can transfer genetic information both horizontally and vertically, as illustrated in Figure Horizontal transfer is accomplished by the normal process of viral infection, in which increasing numbers of cells become infected in the same host. Vertical transfer results whenever a virus becomes integrated in the germline of an organism as an endogenous provirus; like a lysogenic bacteriophage, it is inherited as a Mendelian locus by the progeny (see 11 Phage strategies).
图37.5: 逆转录病毒通过携带从感染新的宿主细胞垂直传递基因信息
病毒感染→病毒基因进入幼体→所有后代细胞中携带内源病毒
逆转录病毒存在于DNA癌症病毒不同的位置，它们能水平和垂直传递基因信息。图37.5中有描述，水平传递由病毒感染的一般过程达到，在同一宿主中被感染的细胞增多。无论何时当一个病毒整合到生物体胚胎中；垂直传递发生，结果如同内源原病毒，如同一个溶原唑菌体，作为孟德尔基因座而遗传。
逆转录滤过性病毒生活史就是通过RNA所DNA模板传播基因信息。图19.2描述了一个逆转录病毒的感染过程：RNA被逆转录成单链DNA，然后变成双链DNA，最后整合到基因组中，也可能在那里被重新转录为只有感染的RNA。整合到基因组中导致原病毒的垂直传递；内病毒表达可能产生水平传递的逆转录颗粒。无论是否转化，整合是每个逆转录病毒生活史的一部分。
考虑致瘤性起源，逆转录病毒可分为两类：
◆ 无缺陷病毒与一般逆转录病毒生活史相同，它们产生有很长潜伏期的传染性介质，且经常与白细胞的诱导有关联。两类典型的模式有FeLV（猫血病毒）和MMTV（小鼠乳腺癌病毒），致癌性不依靠个别病毒基因，但依赖病毒启动原致癌基因的能力。
◆ 敏感的转化病毒在形成癌基因中获得新的基因信息。这种基因在未转化病毒中不存在；它起源于在被病毒感染过程中，病毒通过转导作用捕获的细胞基因，这些病毒在细胞内通常很快导肿瘤形成，幷且它们能转化体外培养细胞。值得深思的是，每个敏感转化病毒对特定类型的目标细胞有专一性。以动物中癌细胞类型给这些病毒分类：白血病，肉瘤，癌等。
Figure 28.6 Retroviruses transfer genetic information horizontally by infecting new hosts; information is inherited vertically if a virus integrates in the genome of the germline.

12. 28.2 Transforming viruses carry oncogenes
The retroviral life cycle propagates genetic information through both RNA and DNA templates. A retroviral infection proceeds through the stages illustrated previously in Figure 16.2, in which the RNA is reverse-transcribed into single-stranded DNA, then converted into double-stranded DNA, and finally integrated into the genome, where it may be transcribed again into infectious RNA. Integration into the genome leads to vertical transmission of the provirus. Expression of the provirus may generate retroviral particles that are horizontally transmitted. Integration is a normal part of the life cycle of every retrovirus, whether it is nontransforming or transforming.
Figure 16.2 The retroviral life cycle proceeds by reverse transcribing the RNA genome into duplex DNA, which is inserted into the host genome, in order to be transcribed into RNA.

13. 28.2 Transforming viruses carry oncogenes
When a retrovirus captures a cellular gene by exchanging part of its own sequence for a cellular sequence (see 16 Retroviruses and retroposons), it generates the structure summarized in Figure This type of event is rare, but creates a transducing virus that has two important properties:
图37.6: 一个转化病毒携带细胞序列中的拷贝，替代自身基因的一部分。
初病毒→转化病毒→Gag－Onc融合蛋白
当一个逆转录病毒通过与细胞交换部分序列捕获细胞基因时，产生的结构如图37.6描述，这种类型很小见，但产生的转导病毒有两个重要性质。
u          通常它不能自身复制，因为复制所需的病毒基因在与细胞交换序列时遗失掉了。因此，几乎所有这些病毒都是复制缺陷型。但是它们能通过野生型“帮助”病毒提供的部分功能传染的同时繁殖。（RSV病毒是一个例外的转导病毒，它保留自我复制的能力）
u          在一个感染过程中，转导病毒携带在重组产物中获得的细胞基因，且它们的表达可能改变感染细胞的基因型。任何其分子基因信息能协助目标细胞生长的转导病毒，在未来的感染循环中是有利的。假如一个病毒获得刺激细胞生长的基因，则其可能通过感染细胞的生长而使病毒得到大量的繁殖。（这很重要，因为逆转录病毒只能在增生的细胞中复制）病毒收集到一个细胞基后，这个基因可能产生突变，从而提高其影响细胞表现型的能力。
当然，转化不是逆转录病毒影响它们寄主的唯一机制。一个明显的例子是HIV-1逆转录病毒， 它们属于慢性逆转录病毒组。这些病毒感染和杀死带有CD4受体的T淋巴细胞，破坏寄主的免疫系统，产生AIDs病。病毒通常携带gag-pal-env区域，有一系列额外的阅读框架，各框架均是部分重迭，这是它致死行为的原因。
Figure 28.7 A transforming retrovirus carries a copy of a cellular sequence in place of some of its own gene(s).

14. 28.3 Retroviral oncogenes have cellular counterparts
Proto-oncogenes are the normal counterparts in the eukaryotic genome to the oncogenes carried by some retroviruses. They are given names of the form c-onc .

15. 28.3 Retroviral oncogenes have cellular counterparts
Oncogenes of some retroviruses are summarized in Figure The type of tumor results from the combination of the particular oncogene with the time and place in which it is expressed. It is striking that usually the oncogenic activity resides in a single gene. AEV is one of a very few exceptions in which a retrovirus carries more than one oncogene.
表37.2中列出了一些逆转录病毒的致癌基因。
每种转化逆转录病毒携带从细胞基因组获得的癌基因。病毒的名字和简写反映了分离它们的历史及它们导致的肿瘤类型。这个目录列出了一些有代表性的逆转录病毒癌基因。
病毒 名称 种类 肿瘤 癌基因
劳斯肉瘤病毒 RSV 小鸡 肉瘤 src
Harvey鼠肉瘤病毒 Ha－Musv 大鼠 肉瘤与红白血病 H－ras
Kirsten鼠肉瘤病毒 Ki－Musv 大鼠 肉瘤与红白血病 K－ras
Moloney鼠肉瘤病毒 Mo－Musv 小鼠 肉瘤
FBJ鼠骨肉瘤病毒 小鼠 软骨肉瘤
猴猿肉瘤病毒 猴 肉瘤
猫肉瘤病毒 猫 肉瘤
猫肉瘤病毒 猫 纤维肉瘤
鸟肉瘤病毒 小鸡 纤维肉瘤
Fujinami肉瘤病毒 小鸡 肉瘤
鸟骨髓瘤病毒 小鸡 癌肉瘤，骨髓瘤
Abelson白血病 小鼠 B细胞淋巴瘤
肉状内皮组织增殖 火鸡 淋巴白血病
鸟成红细胞增多症 小鸡 红白血管与纤维肉瘤
鸟成髓细胞瘤 小鸡 成髓细胞白血管
Figure 28.8 Each transforming retrovirus carries an oncogene derived from a cellular gene. Viruses have names and abbreviations reflecting the history of their isolation and the types of tumor they cause. This list shows some representative examples of the retroviral oncogenes

16. 28.3 Retroviral oncogenes have cellular counterparts
癌症的类型由特殊致癌基因在它表达的时间和地点来确定的。通常致癌基因活性存在一个单个基因中是明显的，逆转录病毒携带不止一个肿瘤基因，AEV是少数例外中的一种。
通过与亲本病毒的比较，在敏感转化逆转录病毒中存在的新序列能被描述出来，而且不变的是，经常有一个新的与细胞基因组序列紧密联系的区域。正常细胞序列本身不致癌，但显示原癌基因的特性，逆转录病毒捕获这个细胞基因后，通过随后的修饰致癌。
病毒癌基因和它们的细胞副本可通过加前缀V代表病毒，加前缀C代表细胞。因而，斯肉瘤病毒携带的癌基因叫V-src，而在细胞基因组中与之关联的原癌基因叫做C-src基因。对比V-src和C-src基因，可以用来确定赋予致瘤的特性。
一些32c－onc基因现在仍是通过其在逆转录病毒中的描述来确定。有时不同的转化病毒中用相同的c-onc基因来描述：例如，猴类的SSV病毒和猫类的FESV的PI毒株都带有从c-sis获得的v-onc。一些病毒携带相关的v-onc基因，例如Musv中的Harvey和Kivsten毒株，它们携带从细胞c-ras基因家族的两种不同成员获得的v-ras基因。在其它例子中，相关的病毒v-onc基因描述无关的细胞祖先，例如，从同一个原病毒中可获得FESV三个不同的分离成分，但已经转导了sis，fms和fes癌基因。形成转导病毒这个事件可以比较复杂，一些病毒包括不止从一个细胞基因获得的序列。
转导事件的稀有性，暗示多样独立的结果描述了同一个c-onc基因。例如，几个病毒携带v-myc基因，区别于它们正确的终端，与很小量的点突变有联系。这种分离结果的存在可能意味我们已经确定能被病毒转导启动的大量基因。V-onc序列完成转化的表达的直接证据是从RSV第一次获得的。在V-onc序列中存在对温度敏感的突变，升高温度时，转化的基因型可以回复；而降低温度时，又可重新获得转化的基因型。这清楚表明，在此情况下，V-src基因在转化初始和维持变形状态是必需的。
两种普遍的理论可以解释v-onc基因和c-one基因中性质的不同。
u          一个定量模型假设病毒基因在功能上与细胞基因不可区分，但它们有致癌性，因此它们大量的表达，或处在非正确的细胞形态，或由于它们的表达不能关闭。
u          一个定性模型假设c-onc基因本身缺乏致癌性，但可以由突变而致癌。它的破环性影响是获得新的性质或失去旧的性质。
Figure 28.8 Each transforming retrovirus carries an oncogene derived from a cellular gene. Viruses have names and abbreviations reflecting the history of their isolation and the types of tumor they cause. This list shows some representative examples of the retroviral oncogenes

17. 28.3 Retroviral oncogenes have cellular counterparts
v-onc基因与对应的c-onc基因关系有多近？在一些情况下，只有少量的点突变。Mas，sis，和mys基因提供由病毒获得的整个c-onc基因的例子；这种情况下，少量的氨基酸取代不影响蛋白质功能，实际上对转化能力也非必需的。然而v-onc的产物如c-onc产物一样实现相同的催化功能及其它功能，但它的调节有一些改变；在这些情况下，超表达对致癌性是非常重要的。C-ymc是一个很好的例子，致癌性可以由超表达引起，这种超表达可以通过转化逆转录病毒携带的v-myc基因引起，也可通过引起c-mys的超表达的细胞基因组变化而引起。
点突变导致癌蛋白中扮演一个关键性角色，这两种情况可通过ras和src来描述。
在ras情况中，能启动蛋白的ras活性调节功能的改变，直接归因于在v-onc基因中发生的个别点突变。C-ras的超表达可能有弱的致癌效应，但是完全的致癌需要蛋白质中序列发生改变。
在某些情况下，一个v-onc基因通过c-onc基因的N端或C端（或者两端）序列的缺失而被削减，可能是由包含在基因重组事件中的部分产生的结果。这些区域的缺失可能失去一下通常限制c-onc产物活性的调节抑制。这种序列的改变对src致癌是必需的。V-src在低水平蛋白是致癌的。但c-src在高蛋白水平是非致癌的。病毒src基因和细胞src基因是共同存在的，用12个不同氨基酸序列替代了c－src中C末端的19个氨基酸。这在基本地启动Src蛋白质中具有重要的调节结果。在v-onc基因是c-onc基因的削减物情况下，点突变也可能有助于v-onc产物的致癌性，在Src情况下，两个酪氨酸残基的磷酸化对致癌性有很大的影响。
转化逆转录病毒的特性在定义癌基因中起重要作用。原瘤基因的活化产生癌基因，此概念是动物癌症的典型。然而，人类癌症中包括的许多事件，并不包括病毒中间产物，幷且其它机制对癌基因产生也十分重要。
Figure 28.8 Each transforming retrovirus carries an oncogene derived from a cellular gene. Viruses have names and abbreviations reflecting the history of their isolation and the types of tumor they cause. This list shows some representative examples of the retroviral oncogenes

18. 28.4 Ras proto-oncogenes can be activated by mutation
Some oncogenes can be detected by using a direct assay for transformation in which "normal" recipient cells are transfected with DNA obtained from animal tumors. The procedure is illustrated in Figure (Actually the established mouse NIH 3T3 fibroblast line usually is used as recipient. Historically these experiments started by using DNA extracted en masse, but now of course they are usually performed with a purified oncogene.) The ability of any individual gene to convert wild-type cells into the transformed state constitutes one form of proof that it is an oncogene. Another assay that can be used is to inject cells into "nude" mice (which lack the ability to reject such transplants immunologically). The ability to form tumors can then be measured directly in the animal.
Ras原癌基因能被突变启动。
图37.7：通过肿瘤细胞DNA使正常细胞变成致瘤性细胞的感染实验，允许一些癌基因被直接分离得到。
肿瘤细胞→抽提DNA转入正常细胞→转化基因整合到细胞中→分离变形的细胞群体→从变形细胞中分离获得的特许DNA
一些癌基因能直接通过从动物癌症中获得的DNA来转导“正常”受体细胞产生转化的实验来观察。图37.7中的列表描述了此过程。假如一个特别的基因有助于转化状态，将它引入新的细胞，能使它们转化；另一个实验是把细胞注入“裸”鼠，这样，动物的致癌能力可以直接测量。（这种鼠缺乏抵御这种移植的免疫能力） 
当一个细胞在3T3培养基或其它“正常”培养基中转化，它们的后代聚集成一个focus（转化灶）。Foci的出现被用作测量DNA制剂转化能力一种测量方法。从癌细胞分离的DNA标本开始，形成focus的效率很低。然而，一旦转化基因被分离和克隆，能获得很高的效率。实际上，用克隆序列形成focus的效率来作为基因转化“力量”特征。 有转化能力的DNA只能从致瘤细胞中分离出来；它在正常DNA中不存在。通过这种实验分离出来的转化基因显示两种性质：
u          它们具有与正常细胞DNA紧密相关的序列。这证明转化是由正常细胞基因突变产生癌基因引发。这种变化可以是点突变或c-onc基因中更广泛的DNA重组。
u          它们在已知变形病毒携带的癌基因中有副本，这表明原癌基因所有组成部分被限制，可能这些基因就成为再细胞基因组中产生癌基因或形成病毒癌基因的突变目标。
Figure 28.9 The transfection assay allows (some) oncogenes to be isolated directly by assaying DNA of tumor cells for the ability to transform normal cells into tumorigenic cells.

19. 28.4 Ras proto-oncogenes can be activated by mutation
从c-ras家族中获得的癌基因，经常通过转导实验可观察。这个家族中包括人和猫具有的几种活跃基因，分布在基因组内。（同样有一些假基因）。个别的基因，如N-ras，H-ras，和K-ras有紧密联系，编码21KD蛋白质产物，就是共知的P21ras。
H-ras，和K-ras基因有V-ras副本，分别由Harvoy和Kivstem鼠瘤病毒株携带。每一个V-ras基因与相应的C-ras基因紧密关联，只有少数个别氨基酸取代。Harvey和Kirstem病毒株必须起源于自由的重组，在此事件中，祖代病毒获得相应的C-ras序列。
C-ras基因致癌的变化在从多样的基本癌症和癌细胞系获得的DNA转化标本中发现。每个C-ras原癌基因能通过单一碱基突变产生转化癌基因。在几个无关联人类癌症起因是一个氨基酸突变，多数在一个Ras蛋白的12或61位点。
位点12是在V-H-ras和V-K-ras基因突变的残基之一。因而突变发生在逆转录病毒V-ras基因和人和猫中大多数突变的癌症C-ras基因的相同位置。这表明人或猫少数碳原子的突变能使正常C-ras蛋白转变为致癌状态。
这项工作确定的基本规律是密码序列的取代能使一个细胞原癌基因转变成为一个癌基因。这样一个癌基因能从组织自发癌症出现中分离。它也可能被逆转录病毒携带，通过病毒感染产生癌症。
Ras基因能在癌发生边缘巧妙地平衡，几乎在位点12或16的任一突变都能使c－ras原癌基因转变成活性癌基因。所有三个c-ras基因在位点12上有甘氨酸。假如在体外它由除了脯氨酸之外的其它19种氨其酸任一取代，突变的c-ras基因能转化培养的细胞，特殊的取代影响转化能力的强弱。
在野生型C-ras基因内，位点61由谷氨酰胺占据。它改变为另一个氨基酸通常产生具有潜在转化能力的基因。一些取代没有另一些影响大；脯氨酸和谷氨酰胺是仅有的无影响取代。
当一个正常C-ras基因表达增强时，或者使之处于一个活性更大的启动子控制下，或者通过在转化细胞中引入大量副本，感受态细胞被转化。在蛋白序列中有变化的c-ras基因在内含子中有突变而增强表达水平。同时，一些癌症系增大了ras基因。在非变形Ras蛋白水平的20-折迭增加足够使一些细胞转化。这种影响还没有被完全定量化，但它表明癌发生依赖于Ras蛋白的超活性，是通过增加蛋白数量或靠增加蛋白活性的突变引起。
DNA的转导只用来转化某种细胞变形。这一实验限制解释了为什么很少有关联的基因通过转导被检测。这种机制对ras基因影响最大，癌症的发生和转化能激活c-ras基因的突变有广泛关联。
Figure 28.9 The transfection assay allows (some) oncogenes to be isolated directly by assaying DNA of tumor cells for the ability to transform normal cells into tumorigenic cells.

20. 28.3 Retroviral oncogenes have cellular counterparts
Oncogenes of some retroviruses are summarized in Figure The type of tumor results from the combination of the particular oncogene with the time and place in which it is expressed. It is striking that usually the oncogenic activity resides in a single gene. AEV is one of a very few exceptions in which a retrovirus carries more than one oncogene.
表37.2中列出了一些逆转录病毒的致癌基因。
每种转化逆转录病毒携带从细胞基因组获得的癌基因。病毒的名字和简写反映了分离它们的历史及它们导致的肿瘤类型。这个目录列出了一些有代表性的逆转录病毒癌基因。
病毒 名称 种类 肿瘤 癌基因
劳斯肉瘤病毒 RSV 小鸡 肉瘤 src
Harvey鼠肉瘤病毒 Ha－Musv 大鼠 肉瘤与红白血病 H－ras
Kirsten鼠肉瘤病毒 Ki－Musv 大鼠 肉瘤与红白血病 K－ras
Moloney鼠肉瘤病毒 Mo－Musv 小鼠 肉瘤
FBJ鼠骨肉瘤病毒 小鼠 软骨肉瘤
猴猿肉瘤病毒 猴 肉瘤
猫肉瘤病毒 猫 肉瘤
猫肉瘤病毒 猫 纤维肉瘤
鸟肉瘤病毒 小鸡 纤维肉瘤
Fujinami肉瘤病毒 小鸡 肉瘤
鸟骨髓瘤病毒 小鸡 癌肉瘤，骨髓瘤
Abelson白血病 小鼠 B细胞淋巴瘤
肉状内皮组织增殖 火鸡 淋巴白血病
鸟成红细胞增多症 小鸡 红白血管与纤维肉瘤
鸟成髓细胞瘤 小鸡 成髓细胞白血管
Figure 28.8 Each transforming retrovirus carries an oncogene derived from a cellular gene. Viruses have names and abbreviations reflecting the history of their isolation and the types of tumor they cause. This list shows some representative examples of the retroviral oncogenes

21. 28.4 Ras proto-oncogenes can be activated by mutation
Ras is a monomeric guanine nucleotide-binding protein that is active when bound to GTP and inactive when bound to GDP. It has an intrinsic GTPase activity. Figure reviews the discussion of 26 Signal transduction in which we saw that the conversion between the two forms of Ras is catalyzed by other proteins. GAP proteins stimulate the ability of Ras to hydrolyze GTP, thus converting active Ras into inactive Ras. GEF proteins stimulate the replacement of GDP by GTP, thus reactivating the protein.
依赖Ras的途径能够通过控制GNRF或GAP作用。致癌的Ras突变体不受控制，因为Ras保持在活性状态。
①     通过激活GNRF激活Ras
②     GAP去Ras活性
③     致癌的Ras组成性保持在GTP结合状态
Ras是鸟嘌呤分子结合的蛋白，与GTP连接时活化，与GDP连接时钝化。它自身有一种GTP酶活性。图37.8描述我们看到Ras通过其它蛋白催化两种形成的不同，这在35章有讨论。GAP蛋白增加了Ras水解GTP的能力，从而使活性Ras转变为钝化Ras。GNRF蛋白加速了GTP替代GDP，从而使蛋白恢复活性。
Ras的组成性活性能由使Ras的GDP复合态活跃或阻止GTP水解的突变引起，那么导致致瘤ras基因突变的影响是什么？许多突变赋予转化能力抑制GTP酶活性。GAP不能增加Ras蛋白被致癌突变启动的GTP酶活性。换句话说，Ras与GAP很难相互作用，关闭其活性。没有能力水解GTP导致Ras保持在渗透性活性状态，它在目标蛋白上持续的行动，对癌基因活性有重要作用。
这证实一个重要的原理：一个细胞蛋白的组成性活性可以致癌。在Ras事件中，它的影响来源于激活ERK和MAP激酶路径和其它路径。通过具有致癌序列的突变或表达的增强Ras的超刺激。表达水平巧妙地平衡。
Figure Pathways that rely on Ras could function by controlling either GNRF or GAP. Oncogenic Ras mutants are refractory to control, because Ras remains in the active form.

22. 28.5 Insertion, translocation, or amplification may activate proto-oncogenes
Reciprocal translocation exchanges part of one chromosome with part of another chromosome.

23. 28.5 Insertion, translocation, or amplification may activate proto-oncogenes
Figure Amplified copies of the dhfr gene produce a homogeneously staining region (HSR) in the chromosome. Photograph kindly provided by Robert Schimke.
Many tumor cell lines have visible regions of chromosomal amplification, as shown by homogeneously staining regions (see Figure 17.29) or double minute chromosomes (see Figure 17.30). The amplified region may include an oncogene. Examples of oncogenes that are amplified in various tumors include c-myc, c-abl, c-myb, c-erbB, c-K-ras, and Mdm2.
插入 易位或扩增能启动原癌基因
基因组多样性的变化能激活原癌基因，有时包括目的基因自身的变化，有时插入能激活但不改变蛋白质产物。插入，易位和扩增都是肿瘤发生的因素。
许多肿瘤细胞有可见的染色体扩增区，象同源染色区（图32-28）或双微体（图32-29）。扩增区包含癌基因，例如G－myc, c-abl, c-erbB, C-R-ras 和 mdm等多种肿瘤。
细胞系的确定倾向于扩增基因（包括别的敏感的核变化），扩增区已知的肿瘤基因及相同类型的独立肿瘤的特殊肿瘤基因的一致扩增，增强了增加的表达和肿瘤生长的相互作用。有些原癌基困通过改变它们的表达得到活化，但不改变编码序列。最好的特例是c-myc，它的表达受几种机制启动。最常见的机制是在基困附近插入一完整的逆转录病毒。

24. 28.5 Insertion, translocation, or amplification may activate proto-oncogenes
Figure Amplified extrachromosomal dhfr genes take the form of double-minute chromosomes, as seen in the form of the small white dots. Photograph kindly provided by Robert Schimke.
Many tumor cell lines have visible regions of chromosomal amplification, as shown by homogeneously staining regions (see Figure 17.29) or double minute chromosomes (see Figure 17.30). The amplified region may include an oncogene. Examples of oncogenes that are amplified in various tumors include c-myc, c-abl, c-myb, c-erbB, c-K-ras, and Mdm2.

25. 28.5 Insertion, translocation, or amplification may activate proto-oncogenes
In many independent tumors, the virus has integrated into the cellular genome within or close to the c-myc gene. Figure summarizes the types of insertions. The retrovirus may be inserted at a variety of locations relative to the c-myc gene.
图37.9： ACV插入到c－myc基因座不同位置，通过不同的方式激活基因。
①c－myc启动子 外显子②基因内插入通过连读激活外显子编码③插入激活基因子偶然的启动子④下游插入序列激活启动子（体外病毒增强子）
没有v-onc序列表达的逆转录病毒的转化能力最初是在对囊淋巴瘤的分析注意到的。囊淋巴瘤由于结合了鸟白血病病毒的B淋巴细胞转化产生。相似的情况还有鼠的白血病病毒诱导的T-细胞淋巴瘤的产生。在每个事例中，逆转录病毒的转化能力取决于引起细胞基因表达的长末端重复序列。在许多独立的肿瘤中，病毒结合在C-myc基因里或紧靠C-myc细胞基因组。每个基因包含三个外显子：第一个代表一条长的非翻译前导。另两个编码C-Myc蛋白。Figure 37.9概括了在此位点的插入类型。逆转录病毒可能插入与C-Myc基因相关的多种位点上。
最简单的插入是那些存在于第一类内含子的内。LTR提供一个启动子，转录作用沿两条编码外显子进行。在滤过性病毒控制的C-myc的转录过程不同于它通常的调控：表达水平提高（因为LTR提供了一个高效启动子），在B细胞或T细胞内表达不被通常的区别信号关闭；转录缺乏它通常的非翻译前导（其可能限制表达），所有这些变化提高了组成性表达。
另两类插入物内的C-myc活性反映了不同的规则。逆转录病毒基因可能被插入到第一个内含子内或其上游，但处于相反的方向导致它的启动子指向错误方向。逆转录病毒基因也可能被插入C-myc基因下游。在这些情况中，LTR的增强子可能负责启动C-Myc转录，或来源于正常启动子或偶然启动子。
在所有情况中，C-myc的编码序列是不变的，所以致癌性归因于正常控制的失去和基因的增加表达。另外肿瘤的癌基因一个反转录病毒基因组的插入而启动。这些基因包括c-crbB, c-myb, c-mos, C-H-ras和c-raf。超过10种以上的细胞基因是通过这个准则潜在癌基因。在这后一类基因中特例是wnt1和int2。wnt1基因编码一种包含于与果蝇无翼基因有关的早期胚胎基因中的一种蛋白，int2编码一种FGF（纤维素生长因子）。
Figure Insertions of ALV at the c-myc locus occur at various positions, and activate the gene in different ways.

26. 28.5 Insertion, translocation, or amplification may activate proto-oncogenes
Translocation to a new chromosomal location is another of the mechanisms by which oncogenes are activated. A reciprocal translocation occurs when an illegitimate recombination occurs between two chromosomes as illustrated in Figure The involvement of such events in tumorigenesis was discovered via a connection between the loci coding immunoglobulins and the occurrence of certain tumors. Specific chromosomal translocations are often associated with tumors that arise from undifferentiated B lymphocytes. The common feature is that an oncogene on one chromosome is brought by translocation into the proximity of an Ig locus on another chromosome. Similar events occur in T lymphocytes to bring oncogenes into the proximity of a TcR locus (for review see Showe and Croce, 1987).
图37.10：染色体易位是一个互补的事件，两条染色体的部分交换。易位激活C－myc原癌基因包括B细胞重的Ig基因座和T细胞中的TcR基因座。
易位到一个新染色体位点是另一种癌基因被启动的机制。当两个染色体（图37.10）
之间发生不规则重组时，会发生互补易位。致瘤中包含的这种现象通过免疫球蛋白编码位点和特定肿瘤的产生之间的联系而被发现。特异染色体易位经常与起源于非特异B淋巴细胞的肿瘤相联系。通常特征是一个染色体上的癌基因被移位于另一个染色体上的Ig位点附近。类似情况发生在T淋巴中通过癌基因移至TCR位点附近。在人鼠中非免疫配偶体通常是c-myc位点。在人体内，B细胞肿瘤内的易位常包括携带c-myc的8号染色体和携带IGH位点的14号染色体；约10%包括8号染色体和2号染色体（卡巴位点）或22号染色体（λ位点）。T细胞肿瘤内的易位常包括8号染色体，14号染色体或7号染色体（携带TcRβ位点）。类似易位发生在小鼠体内。
B细胞内IgH位点易位分两类：一种类似于在Ig位点和TCR位点观察到的情形（在Ig位点的另一端携带TcRα位点），包括用于活化Ig基因的V-I-J体细胞的一致序列；另一种类型是易位发生于一个保守位点，所以这些情况可能与关闭从C11-基因到另一基因表达的系统的功能相联系。
当C-myc被易位于Ig位点时，它的表达水平通常会提高。这种提高在不同肿瘤中有相当大的不同。通常以2~10倍程度增长。为什么易位会激活c-myc基因？这种情况有两个结果：c-myc被带入一个Ig或ICR基因。被激活表达的新的区域中；C-myc基困构象被改变（但通常不包括编码区）。由此可见，几种不同机制能在C-myc的新位点上启动C-myc基因。（如同逆转录病毒的插入能通过不同的方式激活C－myc基因一样）
Figure A chromosomal translocation is a reciprocal event that exchanges parts of two chromosomes. Translocations that activate the human c-myc proto-oncogene involve Ig loci in B cells and TcR loci in T cells.

27. 28.5 Insertion, translocation, or amplification may activate proto-oncogenes
癌基因表现型与由插入或易位产生的C-myc活性间的联系说明C-myc蛋白持续高表达是致癌地。C-myc的表达必须被关闭以便未成熟淋巴细胞分化成为成熟的B和T细胞；C-myc基因的关闭失败使细胞保持未分化阶段。直接证实C-myc基因的致癌潜能通过携带正常的与一个增强子相连的c-myc基因的转基因鼠的培育，携带一个与B淋巴特异增强子（IgH增强子）相连的c-myc基因的转基因鼠的淋巴数增加。肿瘤代表未成熟与成熟B淋巴细胞，证明C-myc过量表达在B细胞系中是致瘤的。携带在鼠乳的肿瘤病毒的LTR的控制下C-myc基因的转基因鼠发展成多样性异癌变包括乳腺癌，这表明C-myc增强的或持续表达转化一种细胞类型，在其中发生成为相应的肿瘤。
C-myc有三种癌基因活性：逆转录病毒插入染色体易位和基因扩展。它们之间的联系是癌基因表达失控而不是编码功能的定性改变，虽然至少在某些方面转录已失去通常的非转录前导。C-myc提供了表达的增强能有效激活癌基因的范例。
易位现在在许多类肿瘤中均有发现，通常包含一个特殊染色体位点，于是产生假设：此位点中的一个基因座包含在致瘤中。然而，每个易位产生倒易移位产物；有时一种产物激活一个已知癌基因，但另一方面，并没有证明互补产物对致癌性有重大作用。同时在断裂位置具有应答性的基因并不是普遍的，例如易位也能提供一个增强子启动邻近基因。
B和T细胞中发现的多种易位，已被证实是新的癌基因。在某种情况下，一个活性转录片段被易位打断，产生杂交基因。其结果是一个基因的外显子与另一相连。在这些情况下，有两个可能导致癌症的原因。例如蛋白的原癌基因部分以某种方式被激活而与另一部分无关，因在新调节下过表达（直接与c－myc基因类似的情形）或者杂交基因另一部分有某种正影响，导致原癌基因编码的蛋白获得功能。
Figure A chromosomal translocation is a reciprocal event that exchanges parts of two chromosomes. Translocations that activate the human c-myc proto-oncogene involve Ig loci in B cells and TcR loci in T cells.

28. 28.5 Insertion, translocation, or amplification may activate proto-oncogenes
Figure Translocations between chromosome 22 and chromosome 9 generate Philadelphia chromosomes that synthesize bcr-abl fusion transcripts that are responsible for two types of leukemia.
一种典型的情形是由存在于慢性骨髓白血病人中的PH染色体易位产生杂交癌基因，这个易位在核型中非常小而不被发现，但从携带C-abl的第9染色体的末端到22染色体的bcr基因连接5000个碱基对区域。bcr最初用来描述发生在22染色体上的断点的5800碱基对区域。这种易位的结果总结在Figere37.1。bcr区域存在于一个大的bcr基因中。在CML中的断点发生在基因中间的两个内含子之一。相同的基因也包含在另一个易位中，产生ALL疾病；在这种情况下bcr基因断点出现在第一个内含子上。
图37.11：染色体22和染色体9之间的易位产生费城染色体。合成bcr－abl融合转录，对产生两种类型的白血病有很大影响。
C-abl基因通过使用前两个外显子的可选择拼接而表达。在CML和ALL的断点是发生在存在于第一个正常外显子之前的内含子中。虽然，确切的断点在9和22染色体在各自情况下不同，但通常结果是编码Bcr-Abr融合蛋白的转录产物，由brc衍生而来的N端被连接在C-abl序列上。在ALL中，融合蛋白有Bcr蛋白中的45KD；在CML中约70KD。在每种情况下，融和蛋白含有145KD的C-Abl蛋白中的140KD，也就是说，它仍失去C-Abl序列中一些N端氨基酸。
为什么杂合蛋白会致癌呢？Bcr-Abl蛋白显示出启动Ras转化途径。激活途径可能是多样的，包括Crb和ahc的接合体的激活（见35章）。接合蛋白的Bcr和Abl部分对活性改变非常重要。N端改变包括V-abl致癌活性的激活是由逆转录病毒携带的基因翻译的一种转化形式。C-abl基因编码酪氨酸激酶；此活性对于致癌性变体的转化潜能所必需的。N端的缺失（或替代）激活激酶的活性和转化能力。因此N端提供一个控制激酶活性的区域，它的缺失将导致不适应的活性。癌基因编码信号转导连锁的成分。
不论是被定量还是定性的改变激活，可以假设癌基因对与细胞生长相联系的功能有直接或间接影响。转化的细胞缺少作用于正常细胞的一些限制，比如依赖血清或细胞间接触抑制。它们可能获得新的性质，例如患部的转移的能力。当我们比较正常细胞与肿瘤病变副本时，许多表现型性状改变，触发与此转化相关的许多变化的独立基因被识别是非常显著的。
我们假定癌基因准备了一系列表现型的改变，其中包括许多基因的产物。这样我们立即发现一个与基因控制发展途径的相似性：它们自己不需编码区分不同细胞的产物，但它们可能指导细胞和它的后代进入特殊途径。同样类似表明癌基因与发展调节。他们提供在两个分离表现型中引起转换的之哦那个要的开关。
深一步研究这种关系，我们可能要问原癌基因在正常细胞中的产物有什幺活性？在病变细胞中如何变化？一些原癌基因能调节（其阻碍作用结果是畸变生长导致肿瘤化）正常发展吗？我们已经偶然发现具有这种关系的例子，但对这种联系并无系统的认识。

29. 28.6 Oncogenes code for components of signal transduction cascades
Oncoproteins are organized according to their types of functions in Figure The left part of the figure groups the oncogenes according to the locations of their products. The boxes on the right give details of the corresponding proto-oncogenes. The functions of many oncogenes remain unknown, and further groups will no doubt be identified:
图37.12：癌基因可编码分泌蛋白，垮膜蛋白，胞质蛋白或者核蛋白。
癌蛋白通过它们功能的类型被组织，图37.12左半部分由根据产物位置划分的癌基因组成，右边根据给出相关癌基因的细节。许多癌基因的功能未被获知，更多的类别将会被确定。
u          生长因子是一种细胞分泌的作用于另一细胞的蛋白。这种癌蛋白体只转化能提供新合适的受体的细胞（这叫自分泌转化）。
u          生长因子受体是通过与细胞外配体（通常是多肽）相连而激活的转运膜蛋白。许多受体是一种蛋白酪氨酸激酶。致癌性可能来自激酶活性的组成性（即非配体）的活化。
u          靶蛋白内的酪氨酸残基被一类细胞内蛋白激酶磷酸化。C-src，与膜骨架系统有关，是一有相似催化活性的激酶家族的原型（包括C-Yes,C-Fgr,Lck,C-Fps,Fyn）。我们知道src激酶上的癌突变在某些细节上的影响，虽然我们需要解释为什么改变的激酶活性是致癌的，其它细胞内蛋白酪氨酸酶位于胞质内；c-abl在胞质与胞核中均有发现。
u          信号传导途径通常包括在癌变中。最有代表性的例子是c-Ras，在传递来自受体酪氨酸激酶的信号中起中心作用（见35章）。癌突变，改变Ras活性的调节。另一个信号传导阶段由Gsp和Gipl蛋白识别，是GS和Gi三聚体α亚基突变体。Crk和Vav蛋白与信号链的最后阶段有关。
u          一类胞质酶是蛋白丝氨酸或者精氨酸激酶，也就是说，它们使靶蛋白上的丝氨酸或精氨酸磷酸化。关于癌突变除可能增加或者组成性激活激酶活性外的影响了解最少。Mos是一个能激活ERK.MAPK的例子。
u          核蛋白包括几类转录因子。这些原癌蛋白的功能已被很好描述（见29章）。通常地，我们知道癌基因突变对这些因子有什幺影响，但我们还不能将这些变化与对致癌阶段起作用的特定靶基因的活化或抑制联系起来。
Figure Oncogenes may code for secreted proteins, transmembrane proteins, cytoplasmic proteins, or nuclear proteins.

30. 28.6 Oncogenes code for components of signal transduction cascades
通常情况是蛋白每种类型都是处于触发细胞表现型的一般变化的位置，或通过起动或响应与细胞生长有关的改变，又或通过直接改变基因表达。在我们详细考虑每一类可能用来起动一系列产生致癌产物的情形之前，我们需要知道多少可能途径被这些因子识别。
回顾最有特色的促有丝分裂途径的例子，这MAPK途径包括下列步骤。
当一个生长因子与它的受体发生作用时，它启动酪氨酸激酶活性。这个信号通过转接器传递给Ras。在这一点，这个途径开关一系列丝苏氨酸激酶。这条路径最后目标，可能直接或间接由磷酸化过程控制，包括处于使基因表达方式发生广泛改变的地位的转录因子。
如果一个路径在线性上起作用，即一个信号直接由一个复合物传到另一复合物，由任一种复合物的组成性活性可获得相同的结果。（所以它不需来自早期复合物的信号所激活）
Figure Oncogenes may code for secreted proteins, transmembrane proteins, cytoplasmic proteins, or nuclear proteins.
生长因子
生长因子受体（酪氨酸激酶）
Ras
激酶链锁（丝/苏氨酸激酶）
转录因子

31. 28.6 Oncogenes code for components of signal transduction cascades
一个信号的转导过程，当然，通常在许多阶段均有分支，所以一个最初刺激物可能激发一系列响应。因此下游复合物的活性，比此路径前端复合物的活性能激活少量的结束功能。尽管它是严格线性的，我们可以通过追踪起始来分析路程中各个独立的部分。
在Ras途径的例子中，我们知道它被许多生长因子激活产生促有丝分裂响应。在此途径早期部分的突变，包括rus和raf基因，可能致癌。但在级联下面的复合物（Mek和MAP激酶）中未发现致癌突变。这表明，在rus或raf阶段这个途径可能存在一个分支。这个分支的活性也是癌产生所必需的。Ras启动一个叫做Rac的细胞骨架GTP酶，可能识别这一分支。当然，ERKMAPK途径终止在一些“中早期”基因的激活包括fos和jun，它们本身有致癌副本。研究MAPK途径的靶点，我们或许可以充分认癌产生。
此路径的中心部分通过由原癌基因编码的复和物的数量显示出。MAP激酶的敏感性与其它致癌突变的复合物之间的差异的一种解释是：表达的水平或持续时间是很重要的。原因可能是在MEK或MAP激酶中的突变不足以启动酶致癌。换句话说，致癌突变可能（代表功能获得）引起一些新的靶点在正常途径中被激活。总的法则是清楚的：有丝分裂途径的畸变活性有助于癌产生，但我们还不能将这些路径的活性与单个受体以无限增殖或转化联系起来。
Figure Oncogenes may code for secreted proteins, transmembrane proteins, cytoplasmic proteins, or nuclear proteins.
生长因子
生长因子受体（酪氨酸激酶）
Ras
激酶链锁（丝/苏氨酸激酶）
转录因子

32. 28.7 Growth factor receptor kinases and cytoplasmic tyrosine kinases
Dimerization of the extracellular domain of a receptor activates the tyrosine kinase activity of the intracellular domain. Various forms of this reaction were summarized previously in Figure When the cytoplasmic domains of the monomers are brought into contact, they trigger an autophosphorylation reaction, in which each monomer phosphorylates the other.
生长因子受体激酶和胞浆酪氨酸激酶
蛋白酪氨酸激酶是癌蛋白的一个主要大类，可分为两种：跨膜生长因子受体和胞浆酶。我们对受体的生物功能有更多的认识，因为我们知道由它们引发的信号级联放大传导的普遍规律，也知道它们被异常地活化后可能会致癌。胞浆酪氨酸激酶在细胞内的正常作用还不很清楚，但在某些情况下它们对自身缺乏激酶活性的受体起催化作用；也就是说，受体的活化引起胞浆酪氨酸激酶的活化。有大量资料是关于它们的酶活性和在致癌突变中起的作用的，虽然很难确定它们的生理作用。
许多生长因子受体有激酶的活性，它们一般是大的整合膜蛋白，具有由不同来源分子组装成的结构域模式。我们在第35章中讨论过跨膜受体和它们由活化而引发信号级联放大传导的机制。EGF受体是典型的酪氨酸激酶受体。它是I类受体：N末端在胞外表面，有单条跨膜区段，C末端在胞内。胞外的N末端区段与能活化受体的配体结合。胞内的C末端区段包括一个有酪氨酸激酶活性的结构域。大多数由细胞原癌基因编码的受体，具有相似的构成。
受体细胞外结构域的二聚化激活细胞内结构域的酪氨酸激酶活性。这个反应的各种不同形式在前面的图35.10中总结过。单体的胞浆结构域互相接触时会引发一个自磷酸化反应。反应中两单体之间互相磷酸化。
Figure Binding of ligand to the extracellular domain can induce aggregation in several ways. The common feature is that this causes new contacts to form between the cytoplasmic domains.

33. 28.7 Growth factor receptor kinases and cytoplasmic tyrosine kinases
Figure Activation of a growth factor receptor involves ligand binding, dimerization, and autophosphorylation. A truncated oncogenic receptor that lacks the ligand-binding region is constitutively active because it is not repressed by the N-terminal domain.
A (generalized) relationship between a growth factor receptor and an oncogenic variant is illustrated in Figure The wild-type receptor is regulated by ligand binding. In the absence of ligand, the monomers do not interact. Growth factor binding triggers an interaction, allowing the receptor to form dimers. This in turn activates the receptor, and triggers signal transduction. By contrast, the oncogenic variant spontaneously forms dimers that are constitutively active. Different types of events may be responsible for the constitutive dimerization and activation in different growth factor receptors.
生长因子受体与致癌突变体之间的（一般）联系如图37.13所述。野生型受体由结合的配体调控。缺乏配体时单体之间不相互作用。生长因子的结合解除了这种抑制，使受体形成二聚体。接着受体被活化，从而引发信号传导。与此不同，致癌突变体自发形成有持续活性的二聚体。不同生长因子受体的持续二聚化和活化可能有不同的途径，而同一受体的持续二聚化和活化也可能有不同的途径。
图37.13
生长因子的活化过程包括配体的结合，二聚化和自发磷酸化。缺乏配体结合区的截短的致癌受体具有持续的活性，是因为它不受N末端结构域的抑制作用。
配体的结合导致生长因子受体途径的产生
配体结合二聚体形成
自发磷酸化
突变受体能持续激活此途径
持续的二聚体形成自发磷酸化
癌基因v-erb是编码EGF受体c-erbB的一个片断。癌蛋白保留有酪氨酸激酶和跨膜结构域，但缺乏与EGF相连的N末端，并且没有C末端。两末端的缺失可能是致癌活性所必需的。胞外N末端结构域的改变使自发的二聚化成为可能；C末端的缺失导致抑制变形活性的胞浆结构域的缺失。催化结构域内也存在一个激活突变。因此，致瘤性的产生是建立在连续激活受体的系列突变的基础上的。

34. 28.7 Growth factor receptor kinases and cytoplasmic tyrosine kinases
The general principle that constitutive or altered activity may be responsible for oncogenicity applies to the group of growth factor receptors summarized previously in Figure Another example of an activation event is provided by erbB2, which codes for a receptor closely related to the EGF receptor. An oncogenic form has a key mutation in its transmembrane region; this increases the propensity of the receptor monomers to form dimers.
持续的或变异的活性产生致癌性这一基本规律适用于图37.12中总结过的生长因子受体。另一个活化的例子是编码与EGF受体相似的受体erbB2。嗯膜区的一个关键突变导致致癌性的产生；这个突变使单体受体更趋向于形成二聚体。
一些原癌基因编码与特定类型的细胞发育相关的受体或因子。这类受体（或生长因子）的突变可能会导致相应细胞的无限制生长。原癌基因c-frie 编码调节群体激活因子I作用的CFS-1受体。此因子是刺激骨髓前体细胞的生长和成熟的巨噬细胞生长因子。胞外结构域的突变将可能使c-fms具有致癌性；因为这个突变增加了二聚作用，使蛋白在无CSF-1存在时也具有持续的活性。致癌性还会因使某胞外有抑制作用结构域失活的C末端突变而增加。
我们蛋白酪氨酸酶的胞浆种类的致癌性发生的细胞机制和基础所知甚少。典型的胞浆种类包括恶性的Src, yes, tgr, fes/fes, abl, ras基因（c-Src实际是膜连的），这些基因的主要延展序列是有同源性的，与c-Src的80-510残基相对应，。这其中包括SHZ和SH3结构域和具有激酶活性的“催化结构域”。推测这一结构域以外的部分控制此类中不同成员各自的活性。但是我们并不了解此类中c-onc成员的细胞学功能。
胞浆酪氨酸激酶的模范在一个作用研究中，被Src蛋白表现：自从被Rous在1911年分离出来，RVA已经在许多条件在被繁殖。现在有携带v-Src替换形式的许多形式。在V-Src序列中通常情况是C序列被替代。这些形式包含Src序列中，不同的点突变。
Src蛋白是功能正在被研究的典型胞浆酪氨酸激酶。Rous 于1911年分离出RSV病毒，之后此种系在不同条件下被传代培养，现已培养出若干携带不同v-Src的突变体系。v-Src序列的特点是其C末端被替代。不同的突变体系在Src序列上有不同的点突变。
Src族的蛋白是最先确定的激酶类癌蛋白。Src也是第一个被发现的以蛋白中酪氨酸残基为靶目标的激酶。在被RSV转化的细胞中，磷酸化酪氨酸的水平增加了10倍。除了能作用在其它蛋白上，Src还能进行自身磷酸化。具有催化活性的残基位于蛋白的C末端部分。
Figure Oncogenes may code for secreted proteins, transmembrane proteins, cytoplasmic proteins, or nuclear proteins.

35. 28.7 Growth factor receptor kinases and cytoplasmic tyrosine kinases
Src proteins have several interesting features. Figure summarizes their activities in terms of protein domains.
Src蛋白有几个有趣的特点。图37.14总结了其不同蛋白结构域的不同活性。
图37.14：Src蛋白包含有一个与膜相连的N末端结构域，一个包括SH2和SH3模体的调控结构域，一个具有激酶活性的结构域，以及（仅在c-Sre中有）一个抑制结构域。
v-Src和c-sre大多在N端被修饰。N端氨基酸被切除，肉豆蔻十四酸（一种罕见的14碳脂肪酸）共价连于N端甘氨酸上。豆蔻酰化使缺乏疏水序列的Src蛋白能连接到细胞膜的胞浆面上。此蛋白的大部分与内涵体的胞浆膜相连，在细胞间连接与附着处尤其丰富。
豆蔻酰化对v-Src的致癌活性是必要的，因为不能被豆蔻酰化N末端突变体致癌性降低。有两种假设能解释转化对v-Src在膜上位点的依赖性：Src的重要底物可能位于膜上；或者是与Src相连的其它蛋白通过它固定在膜上并识别附近的靶点。
v- Src和c- Src之间的主要区别在于它们的激酶活性。v- Src的活性比c-Src大20倍；Src突变体的转化活性与激酶活性水平相对应。而且相信致瘤性是来自靶蛋白的磷酸化。但我们不知道是活性的增加直接引起致瘤性，或是还有靶蛋白被认别的专一性的改变。
激酶活性在Src功能中起两个作用。第一，确定细胞转化过程中磷酸化的作用就要辨别出可能是v- Src靶目标的细胞内底物（特别是那些不能被c-Src识别的底物）。我们已经确认了若干底物，但没有一种能被确认为转化的原因。第二，Src本身的磷酸化形式对它的转化活性也可能非常重要。
Src中的两个位点控制它的激酶活性。胞内的c-Src蛋白在527酪氨酸处被Csκ激酶所磷酸化。这个残基位于在c-Src中所缺失的19个C末端的氨基酸序列中。
肉豆蔻酸化所必需
突变使被转化的细胞发生形态改变；有的突变还会传送转化活性
与其它激酶同源的序列；Tyr-416被自发磷酸化
c-Src中Tyr-527的磷酸化抑制了激酶活性
Figure A Src protein has an N-terminal domain that associates with the membrane, a modulatory domain that includes SH2 and SH3 motifs, a kinase catalytic domain, and (c-Src only) a suppressor domain.

36. 28.7 Growth factor receptor kinases and cytoplasmic tyrosine kinases
The importance of these phosphorylations can be tested by mutating the tyrosine residues at 416 and 527 to prevent addition of phosphate groups. The mutations have opposite effects, as summarized in Figure 28.17:
磷酸化的重要性可以通过使416和527处酪氨酸残基突变阻止磷酸基团的连接化来检验。这些突变有相反的作用，如图37.15中总结的一样。
图37.15
Src蛋白中有两个可以发生磷酸化的酪氨酸残基。C-Src中Try-527的磷酸化阻止了与转化活性相关的Try-416的自发磷酸化。在v-Src中只有Try-416的存在。C-Src的转化能力能被切除Tyr-527激发，被切除Tyr-416所抑制。
u        从Tyr-527到与之结构相近的苯丙氨酸突变激发c-Src转化能力。C- Srcthe-527蛋白在Tyr-416处被磷酸化，使它的激酶活性提高10倍。它能转化靶细胞，虽然作用没有v-Src那样大。因此Tyr-527处磷酸化抑制c- Src的致癌性。在v-Src形成时C末端丢失，此时切除这个残基能使被转化蛋白的致癌活性显著增加。
u        c-Src中Tyr-416的突变使其少量的转化活性也丢失了。这种突变也使c-Srcthe-527的活性降低，并使v-Src的转化活性降低，但效率不高。因此Tyr-416的磷酸化激活Src蛋白的致癌性。
在c-Src中其它位置的点突变证明了Tyr-527磷酸化减少及Tyr-416磷酸化增多与致癌性增强之间的联系。这些酪氨酸残基的状态的变化可以表示c-Src致瘤性的变化。Tyr-527处磷酸化的减少可能是Tyr-416处磷酸化增加这一关键步骤的原因。v-Src对Tyr-416状态的依赖较少，即使这一位置发生突变也能保持转化活性；猜测是因为v-Src上还有其它提高转化能力的突变。
c-Src的功能是什么；它与v-Src致癌作用又有什么关系？c-Src和v-Src蛋白非常相似：它们的N末端修饰，在胞内的位置和蛋白酪氨酸激酶的活性都很相似。C-Src在几种终极分化的细胞中有高水平的表达，表明它与细胞的增殖调控无关。但我们还不能确定c-Src的正常生理功能是什么。
c-Src的调节区包含两个与信号转导有关的其它胞浆蛋白中也有的模体。它们可能在信号传导途径中起联系蛋白与通路中上游或下游的反应物的作用。这两个结构域的名称，SH2和SH3反映出它们最初是被当作Src的同源区的。我们将在第35章中讨论它们的功能。
Figure Two tyrosine residues are targets for phosphorylation in Src proteins. Phosphorylation at Tyr-527 of c-Src suppresses autophosphorylation at Tyr-416, which is associated with transforming activity. Only Tyr-416 is present in v-Src. Transforming potential of c-Src may be activated by removing Tyr-527 or repressed by removing Tyr-416.

37. 28.7 Growth factor receptor kinases and cytoplasmic tyrosine kinases
How is c-Src usually activated? Most mutations in the SH2 region reduce transforming activity (suggesting that the SH2 function is required to activate c-Src), and most mutations in SH3 increase transforming activity (suggesting that SH3 has a negative regulatory role). Figure shows a more detailed autoregulatory model for the function of the SH2 domain. The state of phosphorylation at Tyr-527 is critical. In the inactive state, Tyr-527 is phosphorylated, and this enables the C-terminal region of c-Src itself to bind to the N-terminal SH2 domain. When an appropriate receptor tyrosine kinase (such as PDGF receptor) is activated, the autophosphorylation reaction creates a phosphopeptide sequence that binds to the c-Src SH2 region, releasing the region containing Tyr-527, which may be dephosphorylated. The following events are not entirely clear; one possibility is that this leads to the phosphorylation of Tyr-416, and activation of kinase activity. In this way, c-Src kinase activity responds to the activation of the receptor kinase. In any case, the oncogenic v-Src protein, of course, lacks Tyr-527 and is constitutively active.
c-Src通常如何被激活？大多数SH2区中的突变会减少转化活性（说明SH2的作用在c-Src的过程中是必要的），大多数SH3上发生的突变会增加转化活性（说明SH3起负调控作用）。图37.16详细地描述了SH2结构域功能的自调节模型。Tyr-527处的磷酸化状态是关键。在无活性的情况下，Tyr-527被磷酸化，使c-SrcC末端部分能与SH2结构域的N末端相连。若适当的受体酪氨酸激酶（例如PDGF受体）被激活，自发的磷酸化反应产生一条磷酸肽序列与c-Src SH2区相连，释放出可能被去磷酸化的包括Tyr-527的部分。之后的过程还不清楚；一种可能性是它导致Tyr-416的磷酸化以及激酶活性的激发。也就是受体激酶的活化导致c-Src激酶活性的产生。当然，在任何情况下，v-Src癌蛋白都缺少Tyr-527，并具有持续的活力。
图37.16：受体酪氨酸激酶活化后，自发的磷酸化形成可与Src Sh2结合的位点，Tyr-527被释放并去磷酸化，Tyr-416被磷酸化，Src激酶活性被激发。
激活C-Src的其它方法可能与致癌反应有关。例如，多瘤中间T抗原通过与含有Tyr-527的C末端区相连并阻止它的磷酸化反应激活C-Src。一些C-Src的中SH2结构域内的突变能激活激酶的活性（从而引起致癌作用）。这可能是因为突变防止它对Tyr-527的隐藏。C-Src中SH2和SH3区内的突变会影响对不同种类靶细胞的转化专一性。这表明这些区域在传导路径中起联系其它蛋白的作用。
Figure When a receptor tyrosine kinase is activated, autophosphorylation generates a binding site for the Src SH2 domain, Tyr-527 is released and dephosphorylated, Tyr-416 becomes phosphorylated, and Src kinase is activated.

38. 28.8 Oncoproteins may regulate gene expression
Figure Oncogenes that code for transcription factors have mutations that inactivate transcription (v-erbA and possibly v-rel) or that activate transcription (v-jun and v-fos).
The actions of v-onc genes may in principle be quantitative or qualitative; and those that affect transcription might either increase or decrease expression of particular genes. By virtue of increased expression or activity they could turn up transcription of genes whose products can be tolerated only in small amounts. Failure to respond to normal regulation of activity by other cellular factors also might lead to increased gene expression. A less likely possibility is the acquisition of specificity for new target promoters. Alternatively, if the oncoproteins are defective in the ability to activate transcription, they might function as dominant negative suppressors of the cellular transcription factors. The first steps towards distinguishing these possibilities lie with determining which functions are altered in v-Onc compared with c-Onc proteins: is DNA-binding altered either quantitatively or quantitatively; is the ability to activate transcription altered? Figure summarizes the properties of some of these oncoproteins.
癌蛋白可能调节基因表达
毫无疑问，细胞转化中表型的转变必然伴随着基因表达的改变。许多癌基因在导致最终基因表达变化的早期过程中起作用。有些直接在转录水平起作用。也有一些反转录癌基因是由各主要种类的细胞转录因子衍生而来的。一些重要的编码转录因子的基因族是靠由v-癌基因（red,jun,fos eha,myc,and myo）鉴别的。对Rel，Jun和ErbA蛋白来说，与转化能力有关的c-Onc和v-Onc蛋白转录活性之间存在差异。
V-癌蛋白的活性可能是定量的或者是定性的；它们可能通过增加或减少特定基因的表达水平来影响转录。它们通过增加表达水平或蛋白活性使对应产物只能少量存在的基因增加转录。失去对细胞内其它因子的正常调节的应答也会导致转录的增加。还有一个可能性较小的解释是对新的目标启动子的专一性的获得。或者是，如果癌蛋白不能加强转录的能力，它们也可能起显性的抑制细胞转录因子功能的负操纵子的作用。区别这些不同可能性的首要步骤是确定v-癌蛋白和c-癌蛋白间的功能差异：与DNA结合是定性的还是定量的；激发转录的能力有没有改变？图37-17总结了一些癌蛋白的属性。
图37.17：编码转录因子的癌基因能发生使转录失活（v-erbA,可能也有v-rel）或活化（v-jun及v-fos）的突变。

39. 28.8 Oncoproteins may regulate gene expression
Figure Oncogenes that code for transcription factors have mutations that inactivate transcription (v-erbA and possibly v-rel) or that activate transcription (v-jun and v-fos).
细胞转录因子的调节机制
致癌因子的功能
v-erbA缺乏TH结合位点
配体的结合使甲状腺激素受体活化（与RXR形成二聚体）
v-erbA不能激发转录，并抑制与其形成二聚体的分子活性
v-rel缺乏在胞质停留所必需的区段
1-κB的磷酸化释放出NF-κB
v-rel阻止p65/p50二聚体，并且/或者激发转录
v-Jun及v-Fos都发生了末端切除和点突变
AP-1可能受磷酸化的调控，并与其它因子有相互作用
v-Jun和v-Fos可以不受一般调控而激活目标基因
癌基因v-rel被认为是在鸟类（火鸡）网状内皮组织病毒中有转化功能的基因。逆转录病毒在鸡中极易致癌，它引起B细胞淋巴癌。v-rel是被截短的c-rel，缺少约100个C末端氨基酸残基，在残留序列有较少的点突变。
rel基因是由几个成员组成的基因族，成员间形成多种调节转录的成对组合。例如，当T淋巴细胞受激时，至少四种与v-Rel相关的蛋白质被免疫性激活。最典型的成员是转录因子NF-κB。它是P65和P50两个亚基的二聚体。由操纵子I-ΚB（隐藏核局部序列）控制在胞浆内。当I-ΚB被磷酸化时，它被降解并释放出NF-ΚB，使其进入核内，激发那些启动子或增强子有ΚB模体的靶基因的转录（见第29章）。这种调节过程基本上在果蝇的发育中重演。其中背部密码编码由细胞膜上I-ΚB同源物---“仙人掌”转录产物控制位于胞质的NF-ΚB的同源物（见第38章）。NF-ΚB的两个亚基之间有同源性，且c-rel与p50之间有60%的同源性。

40. 28.8 Oncoproteins may regulate gene expression
Figure Oncogenes that code for transcription factors have mutations that inactivate transcription (v-erbA and possibly v-rel) or that activate transcription (v-jun and v-fos).
F-ΚB是一种多效性很强的转录因子；实际上有人推测它是一种常见的第二信使。细胞受到的多种刺激都能使NF-ΚB活化；而ΚB结合位点的产生也能激活多种基因的转录。我们还不了解基因族中所有成员的活性。v-rel中发生的何种改变使它具有致癌性，以及它们怎样影响被Rel相关蛋白对转录的调节仍不清楚。一种可能是v-rel产物与细胞家庭成员形成无活性的二聚体，由此v-Rel阻碍了NF-ΚB或相关因子执行功能。
转录因子AP-1能认别最初定位于SV40增强子，后又在细胞基因启动子和增强子中被发现的短序列（TGACTCA）。在佛波醇酯肿瘤启动子（如TPA）诱导的转录中核因子是必要的。一个AP-1结合位点能向靶基因传递TPA可诱导性。经典的AP-1因子是由c-jun和c-fos基因编码的两个亚基组成的二聚体。此因子激活具有AP-1结合位点的启动子或增强子的基因。
Jun和Fos是亮氨酸拉链类基因转录因子。每种蛋白是不同蛋白家族的成员。不同对Jun类成员与Fos类成员间的相互作用可产生不同的与AP-1相关的转录因子。v-jun 或v-fos的中引起与DNA结合能力消失的突变，也使产物失去转化能力。这直接证明了结合DNA的能力是转化活性所必需的：这包括定量变化（靶基因过量或不足的表达水平）或定性变化（与因子对应的基因模式的改变）。
细胞基因c-erbA编码甲状腺激受体，类固醇激素受体的一种（见第29章）。在与配体结合后，一种典型的类固醇受体通过与它特定的启动子或增强子中的相应部位结合激活特定靶基因的表达。甲状腺激素的作用模式是与众不同的：它一直位于细胞核内，而且事实上无论配体是否存在，可能一直与相应部位相结合。因此结合激素后可能是通过已经结合的受体来激发转录的。
结合DNA的能力对转化能力是必需的。与c-erbA相比，v-erbA的两端被截短，并且有小部份序列被替换。与激素的结合也不同；c-erbA产物与三碘甲腺原氨酸有很强的结合能力，而哺乳动物中的v-erbA产物对此配体则几乎没有结合能力。这表明失去配体结合能力（也许还有其它变化）的蛋白能不依赖激素而发挥功能。失去对配体反应能力的后果是这个因子再也不能因受激而激发转录。
这些结果表明v-erbA是强大的负调控型癌基因，它通过抑制正常细胞活性来起作用。由此得到的推论是c-ErbA活化的基因通常有抑制转化的作用。在目前讨论的情况下，这些基因通常启动分化；阻断它们的作用将使细胞开始增殖。
c-jun，c-fos，c-rel和c-myc属于中早期基因，当用分裂素处理间期细胞时，这类基因马上被诱导转录，表明它们可能于启动分裂周期的级联反应有关。因此它们的目标很可能是启动或促进生长。我们可以设想它们活性的提高与癌变有关。这对v-fos和v-myc来说是正确的，但不能解释v-rel的作用。

41. 28.8 Oncoproteins may regulate gene expression
The adenovirus oncogene E1A provides an example of a protein that regulates gene expression indirectly, that is, without itself binding to DNA. The E1A region is expressed as three transcripts, derived by alternative splicing, as indicated in Figure The 13S and 12S mRNAs code for closely related proteins and are produced early in infection. They possess the ability to immortalize cells, and can cooperate with other oncoproteins (notably Ras) to transform primary cells (see later). No other viral function is needed for this activity (for review see Nevins, 1987).
间接控制基因表达的蛋白的例子是腺病毒癌基因E1A，也就是说它本身不与DNA结合。如图37.18所示，EIA区表达后由不同的拼接方式拼接成3个转录子。13S和12S mRNA编码感染后早期就被翻译的相似蛋白。这些蛋白能使细胞无限增殖，并与其它癌蛋白（特别是Ras）共同作用转化早期细胞（见后）。在此过程中不需要有其它的病毒活性。
图37.18：腺病毒E1A区转录后拼接成编码三种有重叠序列蛋白的三个转录子。区段1在三种蛋白中都有，区段2于分别含289个和243个残基的蛋白中，区段3只在含289个残基的蛋白中有。含55个残基的蛋白C末端区与其余两种蛋白核苷酸相同，但从不同的阅读框架翻译。
EIA蛋白对基因表达产生多种影响。它们激活一些基因转录但抑制其它一些基因的转录。转录被激活的是由RNA聚合酶Ⅲ和Ⅱ转录的位点。
E1A蛋白上的突变表明激发转录活性仅需要区段3的较短部分。这部分仅在由13SmRNA编码的含289个氨基酸蛋白上发现。转录的抑制，DNA合成的诱导和形态转化都需要289和243氨基酸蛋白中含有的区段1和区段2部分。这表明对靶基因转录的抑制作用是转化所必需的。E1A蛋白通过与某些细胞内蛋白结合抑制或激发特定靶基因的转录。这些靶基因包括CBP和p300共活化子，TBP基质转录因子和细胞周期调控子RB和p27。
Figure The adenovirus E1A region is spliced to form three transcripts that code for overlapping proteins. Domain 1 is present in all proteins, domain 2 in the 289 and 243 residue proteins, and domain 3 is unique to the 2The adenovirus E1A region is spliced to form three transcripts that code for overlapping proteins. Domain 1 is present in all proteins, domain 2 in the 289 and 243 residue proteins, and domain 3 is unique to the 289 residue protein. The C-terminal domain of the 55 residue protein is translated in a different reading frame from the common C-terminal domains of the other two proteins.

42. 28.9 RB is a tumor suppressor that controls the cell cycle
Figure Retinoblastoma is caused by loss of both copies of the RB gene in chromosome band 13q14. In the inherited form, one chromosome has a deletion in this region, and the second copy is lost by somatic mutation in the individual. In the sporadic form, both copies are lost by individual somatic events.
Figure summarizes the situation. Retinoblastoma arises when both copies of the RB gene are inactivated. In the inherited form of the disease, one parental chromosome carries an alteration in this region. A somatic event in retinal cells that causes loss of the other copy of the RB gene causes a tumor. In the sporadic form of the disease, the parental chromosomes are normal, and both RB alleles are lost by (individual) somatic events (Cavanee et al., 1983).
RB是一个控制细胞周期的肿瘤抑制子
癌基因在癌变过程中的作用通常原则是：通过增加基因产物的量或改变基因产物的活性致癌。不管癌基因是由病毒引入的或是基因组中是突变产生的，它对它的等位原癌基因来说总是显性的。因此致癌性来源于额外功能的获得。
某些肿瘤有不同的产生的机制：同一位点上两个等位基因的丢失产生致癌性。整个族系中罹癌的倾向也许是可遗传的；也许是个体的变化引起的。这些事实使我们可以判断哪些是抑癌因子：那些产生正常情况下细胞功能的完成所必需的产物的，缺乏这些功能就会导致癌症的基因。两个最典型的这类基因编码RB和p53蛋白。
视网膜细胞瘤是一种视网膜中长肿瘤的人类儿童病。这种病既能由遗传产生也可由偶然的体突变产生。通常此病与人类第13染色体上带q14的缺失有关。分子克隆的研究表明RB基因正是位于这一区段。
图37.19描述了此过程。当两个拷贝的RB基因都失活时即发生视网膜瘤。在此病的遗传形式中，一条亲代染色体上的此区段发生了变化。视网膜细胞内引起另一个RB基因拷贝丢失的体变异导致肿瘤的产生。在因偶然发生的病例中，亲代染色体正常，而两个RB等位基因由于体变异而丢失。
正常个体有两个RB+等位基因
体细胞中单个等位基因的丢失不会产生任何后果；生殖细胞中单个等位基因的丢失产生野生表型。
体细胞中第二个等位基因的丢失引起肿瘤的形成。
 图37.19视网膜细胞癌产生的原因是染色体带13q14上两个拷贝的RB基因的同时丢失。在此病的遗传形式中，一条亲代染色体上的此区段发生了变化。视网膜细胞内引起另一个RB基因拷贝丢失的体变异导致肿瘤的产生。在因偶然发生的病例中，亲代染色体正常，而两个RB等位基因由于体变异而丢失。

43. 28.9 RB is a tumor suppressor that controls the cell cycle
Figure Retinoblastoma is caused by loss of both copies of the RB gene in chromosome band 13q14. In the inherited form, one chromosome has a deletion in this region, and the second copy is lost by somatic mutation in the individual. In the sporadic form, both copies are lost by individual somatic events.
 因此成视网膜细胞癌产生的原因是通常来自于阻止基因表达的突变造成的蛋白功能的丧失（与造成蛋白产物功能改变的点突变不同），RB的丢失也是骨肉瘤和小细胞肺癌等其它癌症产生的原因。
在36章我们已讨论过，RB是影响细胞周期的核内磷酸蛋白。在间期（G0/G1期）细胞中，RB不被磷酸化。在细胞周期，尤其是G1末期中RB被cyclin/cdk复合体磷酸化；有丝分裂过程中又被去磷酸化。去磷酸化的RB蛋白与若干蛋白特异性结合，故这些相互作用只在部分细胞周期（S期之前）中存在。磷酸化过程中这些蛋白被释放出来，变成了可利用蛋白。
目标蛋白包括能活化生产S期所必需的产物的E2F类转录因子。与RB的结合阻止了E2F因子激活转录的能力，说明RB可以阻止依赖E2F因子的基因的表达。这样RB间接阻止细胞进入S期，RB-E2F复合物也直接阻止一些靶基因的转录，所以它的解离使这些基因能够得到表达。

44. 28.9 RB is a tumor suppressor that controls the cell cycle
Certain viral tumor antigens bind specifically to the nonphosphorylated form of RB. The best characterized are SV40 T antigen and adenovirus E1A. This suggests the model shown in Figure Nonphosphorylated RB prevents cell proliferation; this activity must be suppressed in order to pass through the cell cycle, which is accomplished by the cyclic phosphorylation. And it may also be suppressed when a tumor antigen sequesters the nonphosphorylated RB. Because the RB-tumor antigen complex does not bind E2F, the E2F is permanently free to allow entry into S phase (and the RB-E2F complex is not available to repress its target genes) (Sarnow et al., 1982).
某些病毒肿瘤抗原能与RB非磷酸化形式特异结合。最有代表性的是SV40 T 抗原和腺病毒EIA。据此设想出图37.20所示的模型。非磷酸化RB阻止细胞增殖；要顺利完成细胞周期就必须抑制这种活性。这就需要反复的磷酸化和去磷酸化。此外当某种肿瘤抗原遮蔽了非磷酸化的RB蛋白时，RB的活性也会被抑制。由于RB肿瘤抗原复合体不与E2F结合，E2F以自由状态存在，细胞可进入S期（且RB-E2F复合体将不能抑制其靶基因的表达）。
图37.20：RB磷酸化（正常周期中）或RB被某种肿瘤抗原遮蔽（被转化细胞中）时对细胞周期的抑制被解除。
在细胞周期中RB的磷酸化受到调控
肿瘤抗原（SV40T，AdE1A）与RB结合
RB的过度表达阻碍细胞生长。RB对细胞增殖的重要影响在缺少RB的骨肉瘤细胞系中表现出来。当RB被导入此细胞系中后，细胞增殖受到阻遏。然而这种阻碍可以由形成使RB磷酸化的cdk细胞周期蛋白复合物的D细胞周期蛋白的表达而消除，RB不是这一类型的唯一代表：有同源序列的蛋白p107和p130也有类似性质。
Figure A block to the cell cycle is released when RB is phosphorylated (in the normal cycle) or when it is sequestered by a tumor antigen (in a transformed cell).

45. 28.9 RB is a tumor suppressor that controls the cell cycle
The connection between the cell cycle and tumorigenesis is illustrated in Figure Several regulators are identified as tumor suppressors by the occurrence of inactivating mutations in tumors. In addition to RB itself, there are the small inhibitory proteins (most notably p16 and possibly p21), and D cyclin(s). Although these proteins (most notably RB) play a role in the cycle of a proliferating cell, the role that is relevant for tumorigenesis is more probably their function in the quiescent (G0) state. In quiescent cells, RB is not phosphorylated, D cyclin levels are low or absent, and p16, p21, and p27 ensure inactivity of cdk-cyclin complexes. The loss of this circuit is necessary for unrestrained growth.
图37.21中阐述了细胞周期与肿瘤病变之间的联系。由肿瘤中失活突变的发生可鉴别出一些作为肿瘤抑制子的调控子。除了RB本身之外，还有小的阻遏蛋白（最典型的是p16，可能还有p21）和D细胞周期蛋白。虽然这些蛋白（特别是RB）在细胞增殖周期中起作用，它们更可能发挥与间期（G0期）中癌变相关的一些功能。在间期细胞中RB处于非磷酸化状态，D细胞周期蛋白含量很低或没有，p16，p21，p27的存在保证了cdk-周期蛋白复合体的失活状态。无限制增殖的细胞中这个循环是阻断的。
图37.21：某些与G0/G1或G1/S周期循环相关的蛋白抑制肿瘤的产生。
Figure Several components concerned with G0/G1 or G1/S cycle control are found as tumor suppressors.

46. 28.10 Tumor suppressor p53 suppresses growth or triggers apoptosis
Figure shows that the same phenotype is produced either by the deletion of both alleles or by a missense point mutation in one allele that produces a dominant negative subunit. Both situations are found in human cancers. Mutations in p53 accumulate in many types of human cancer, probably because loss of p53 provides a growth advantage to cells; that is, wild-type p53 restrains growth. The diversity of these cancers suggests that p53 is not involved in a tissue-specific event, but in some general and rather common control of cell proliferation; and the loss of this control may be a secondary event that occurs to assist the growth of many tumors. Mutant p53 cells also have an increased propensity to amplify DNA, which is likely to reflect p53’s role in the characteristic instability of the genome that is found in cancer cells.
肿瘤阻遏子P53抑制生长或诱导细胞凋亡
最重要的肿瘤抑制子是P53（以其分子大小命名）。在超过半数的人类癌症中都有P53蛋白的缺失或是编码它的基因发生了突变。P53是一种核内磷蛋白，最初在SV40转化细胞内被发现与T淋巴细胞相连。在许多转化细胞和由肿瘤衍生的细胞系中P53蛋白数量大增。在早期实验中，克隆P53的导入使细胞获得无限增殖的能力。这些实验使P53被归类到癌基因中。其通常特征是显性的功能获得。
然而P53所有转化形式都表现成蛋白的突变形式。它们属于显性负突变体，通过抑制野生型蛋白并阻止其功能的行使起作用。显性负突变体的通常形式是突变型和野生型亚基组成的杂合体蛋白。其中野生型亚基不能行使功能。P53可能以四聚体形式存在。当P53突变型与野生型亚基结合时，四聚体以突变体的构象存在。
图37.22中说明了两个等位基因的丢失或由于其中一个等位基因上的无义突变产生显性负亚基会导致相同的表现型。这两种形式在人类癌症中均被发现。P53中的突变发生在许多种人类癌症中，可能是由于P53的缺失对细胞的增殖是有利的；也就是说，野生型P53是抑制细胞的增殖的途径所必需的。这些癌症的多样性表明p53不仅仅与特定组织中发生的变化有关，而是与普遍的细胞增殖调控有关；失去这种调控可能是肿瘤生长中发生的第二个事件。
图37.22
野生型p53是控制细胞增殖所必需的。两个野生型等位基因的缺失和一个等位基因上的显性突变都会引起其失活。
Figure Wild-type p53 is required to restrain cell growth. Its activity may be lost by deletion of both wild-type alleles or by a dominant mutation in one allele.

47. 28.10 Tumor suppressor p53 suppresses growth or triggers apoptosis
与SV40 T抗原结合
与DNA中的10碱基位点结合
活化/抑制结合位点的启动子
p53缺失时细胞开始无限制增殖
P53缺失的后果
靶基因不被活化
DNA复制增加
受辐射后不停止复制
突变的p53亚基抑制蛋白功能，使细胞增殖失去控制。
这种解释提出正常细胞有能力在非限制状态下生长，但被P53抑制。很明显，P53的缺失引起非限制生长。如果说显性（无义）突变通过直接抑制杂合复合体内的野生型亚基起作用的话，突变体的过量表达就能停止所有P53的功能发挥；或者说野生型P53数量的减少是有害的。野生型p53能抑制培养中的细胞被某些癌基因转化的事实也证明了p53是肿瘤阻遏子。缺少p53的突变鼠能够生存，但发育早期就形成许多肿瘤。这排除了由无义突变导致的功能获得是引起细胞非限制性生长的必要条件的可能性。
P53的突变是一种罕见的常染色体显性遗传的Li-Frouoneni综合症的原因。患此病的人身体多处组织内都发生癌变。这是由等位基因上的无义突变杂合造成的。这些突变起显性负作用，抑制了野生型等位基因的作用。
Figure Wild-type p53 is required to restrain cell growth. Its activity may be lost by deletion of both wild-type alleles or by a dominant mutation in one allele.

48. 28.10 Tumor suppressor p53 suppresses growth or triggers apoptosis
Figure Damage to DNA activates p53. The outcome depends on the stage of the cell cycle. Early in the cycle, p53 activates a checkpoint that prevents further progress until the damage has been repaired. If it is too late to exercise the checkpoint, p53 triggers apoptosis.
All normal cells have low levels of p53. A paradigm for p53 function is provided by systems in which it becomes activated, the most usual cause being irradiation or other treatments that damage DNA. This results in a large increase in the amount of p53. Two types of event can be triggered by the activation of p53: growth arrest and apoptosis (cell death). The outcome depends in part on which stage of the cell cycle has been reached. Figure shows that in cells early in G1, p53 triggers a checkpoint that blocks further progression through the cell cycle. This allows the damaged DNA to be repaired before the cell tries to enter S phase. But if a cell is committed to division, then p53 triggers a program of cell death. The typical results of this apoptosis are the collapse of the cell into a small heteropycnotic mass and the fragmentation of nuclear DNA (see 27 Cell cycle and growth regulation). The stage of the cell cycle is not the only determinant of the outcome; for example, some cell types are more prone to show an apoptotic response than others.
正常细胞中p53的表达水平很低。在通常由辐射或其它引起DNA损伤的处理导致的p53失活的系统中最能体现出其功能。这时p53的表达水平大大增加。p53的活化产生两方面的影响：生长的停止及凋亡（细胞死亡）。到底会产生哪种后果取决于细胞处于分裂周期的哪个阶段。图37.23表示细胞在处于分裂早期的G1期时，p53会使细胞周期停止于一个“检查点”而不能再继续进行下去。在这一检查点中cdk-细胞周期蛋白激酶的一个抑制物p21被诱导产生（见图36.24及37.21）。它使受损伤的DNA在细胞进入S期之前就被修复。但如果细胞已经定向要进行分裂，p53将启动使细胞死亡的程序。这种凋亡的典型结果是细胞溃变成异固缩的小体，核DNA碎裂（见第36章）。细胞周期的阶段并不是唯一的决定因素；例如，某些细胞类型比其它细胞更倾向于进入凋亡。
 图37.23：受损的DNA激活p53。其作用取决于细胞周期的阶段。细胞处于周期中的早期时，p53使细胞周期停止于一个检查点处，直到损伤被修复。如果达到检查点的时机已过，p53就启动细胞凋亡。 辐射
p53激活
检查点使细胞周期停止 凋亡
损伤修复后细胞周期继续进行 细胞死亡
从这两种结果我们可以推测出DNA的损伤将导致细胞癌变，而p53的作用正是保护有机体使这种后果不会发生。可能的话p53激发检查点的，使DNA损伤得以修复。但若这种这个方法已经不可行，细胞就被破坏。我们不知道p53是依照不同条件激发分别这两种不同路径的分子机制，但我们知道可能与这些路径有关的p53的特性。

49. 28.10 Tumor suppressor p53 suppresses growth or triggers apoptosis
p53 has a variety of molecular activities. Figure summarizes the responsibilities of individual domains of the protein for these activities:
p53有多种分子活性。图37.24中总结了对应这个蛋白不同活性的不同结构域。
图37.24：p53蛋白的不同结构域产生其不同活性。和它作用的蛋白与不同的结构域结合。大多数产生人类肿瘤的突变发生在中央的DNA结合域。
激发转录 与靶DNA序列结合 寡聚化
与受损伤的DNA结合
·        p53是识别一段10bp的断裂回文模体的DNA结合蛋白。识别靶序列的功能区位于其序列中间。
·        p53在有此模体的重复拷贝的启动子处转录。N末端为转活化结构域。p53可能通过某种未知机制抑制某些没有此模体的基因的转录。
·        p53还能与受损伤的DNA结合。其C末端识别DNA中的单链区。
·        p53是四聚体（寡聚化是突变体能发挥显性负调控作用的前提条件）。寡聚化要求C末端序列的存在。
p53内的突变对它的性能有许多影响，包括使其半衰期由20分钟增加到数小时，引起一个能被抗体认别的构象变化，将其位置由核内移到胞浆，阻止其与VS40T抗原结合，以及阻止其与DNA结合。如图37.24所述，这些突变主要发生在中心DNA链区，说明这里是一个重要的活性区。
当它作为一个转录因子起作用时，P53以中央部位与它的靶序列结合。N末端转活化区直接与TBP（TATA匣结合蛋白）。p53的这个区段也是其它与其相互作用的蛋白的靶位，如细胞癌蛋白mdm2和腺病毒癌蛋白EIB 55 KD（如图37.24）。细胞蛋白mdm2通过与N端结合和阻止转活性抑制p53活性。p53诱导mdm2的转录，因此p53与mdm2间相互作用形成了一个负反馈环路，其中两种化合物互相限制活性。与E1B 55 KD的相互作用使腺病毒能阻碍p53活性。这是其转化能力的关键之处。p53的其它部位是抑制作用的靶点；SV 40 T抗原与特异DNA结合区结合，从而阻止对靶基因的认别。
Figure Different domains are responsible for each of the activities of p53.

50. 28.10 Tumor suppressor p53 suppresses growth or triggers apoptosis
在它做为转录因子起作用时，P53激活许多基因，包括p21（抑制细胞在，为G1检查点所必需）和GAOD45（修复蛋白，同样能被辐射损伤激发的其它路径活化）；这些基因都能阻碍细胞周期的进行。很可能p53是通过活化这些基因与其它靶基因的阻止细胞生长的。
p53上有突变的细胞有增加DNA的复制的倾向。有人认为这可能是肿瘤细胞基因组的特殊不稳定性产生的原因。
p53的C末端非特异性地与DNA的短（<40个碱基）单链区及极短（1-3个碱基）的碱基删除和插入造成的错配区结合。这种靶点是DNA损伤造成的后果。这种相互作用导致中心区的序列特异结合活性的激发。因此p53激发其靶基因的转录。这种关系的实质还不明确，可能是一个两步的过程。当p53通过C末端与DNA上损伤位点结合时，它的性能发生变化；然后它与损伤位点分离，重新结合并活化另一个靶基因。
对p53启动细胞凋亡能力的了解较少。p53转活化靶基因的的能力与其启动细胞凋亡的能力之间似乎没有一定的关系。腺病毒E1B 19 KD蛋白阻碍p53的致凋亡活性，但不阻碍它激活靶基因。EIB 55 KD蛋白阻碍转活化能力但不干预细胞凋亡的事实证明p53抑制生长与启动细胞凋亡的功能之间的独立性。p53可能通过与靶基因活化无关的路径启动细胞凋亡。
肿瘤病变与细胞凋亡的丧失间联系的重要性也由bcl2癌基因的性能所体现出来。bdl2最初被鉴定为由某些肿瘤转移活化的靶目标。后来发现它能抑制凋亡过程中的多条路径（见第36章）。这说明细胞凋亡在抑制肿瘤病变中起重要作用。这可能是因为它除去了有成瘤可能的细胞。当细胞凋亡由于bcl2活化而被阻断时，这些细胞将继续生长而不死亡。
有许多表型的细胞都受p53的破坏性作用；多型性使得确定那种（如果有的话）影响直接与肿瘤抑制功能有关变得困难。我们关于p53行为的大多数认识来自它已被活化的状况，我们认为它促发的途径一生长抑制或细胞凋亡——与它阻遏肿瘤的能力有关。显然若不能p53对DNA损伤做应答会增加细胞对致癌突变的易感性。然而我们不知道这是不是p53所起的全部作用，我们也没有任何证据显示p53在没有被DNA损伤活化时的正常情况下是否起作用和起什么作用。p53-鼠能正常生存，表明p53d在发育过程中的作用并不是必要的。
从它们性能的范围看来，RB和p53都是肿瘤阻遏子，通常以某种方式控制细胞增生增殖；它们的缺失使控制解除，导致肿瘤形成。这两种蛋白都有与细胞周期进行有关的作用，但这种活性是作用的原因尚需证明，其缺失是如何引起非限制性增殖尚需研究。
Figure Different domains are responsible for each of the activities of p53.

51. 28.10 Tumor suppressor p53 suppresses growth or triggers apoptosis
Figure activates several independent pathways. Activation of cell cycle arrest together with inhibition of genome instability is an alternative to apoptosis.
p53 activates various pathways through its role as a transcription factor. The pathways can be divided into the three groups summarized in Figure The major pathway leading to inhibition of the cell cycle at G1 is mediated via activation of p21, which is a cki (cell cycle inhibitor) that is involved with preventing cells from proceeding through G1 (see Figure and Figure 28.23). Activation of GADD45 identifies the pathway that is involved with maintaining genome stability. GADD45 is a repair protein that is activated also by other pathways that respond to irradiation damage. The pathway leading to apoptosis remains to be identified.

52. 28.10 Tumor suppressor p53 suppresses growth or triggers apoptosis
p53 activates various pathways through its role as a transcription factor. The pathways can be divided into the three groups summarized in Figure The major pathway leading to inhibition of the cell cycle at G1 is mediated via activation of p21, which is a cki (cell cycle inhibitor) that is involved with preventing cells from proceeding through G1 (see Figure and Figure 28.23). Activation of GADD45 identifies the pathway that is involved with maintaining genome stability. GADD45 is a repair protein that is activated also by other pathways that respond to irradiation damage. The pathway leading to apoptosis remains to be identified.
Figure p21 and p27 inhibit assembly and activity of cdk4,6-cyclin D and cdk2-cyclin E by CAK. They also inhibit cycle progression independent of RB activity. p16 inhibits both assembly and activity of cdk4,6-cyclin D.

53. 28.10 Tumor suppressor p53 suppresses growth or triggers apoptosis
p53 activates various pathways through its role as a transcription factor. The pathways can be divided into the three groups summarized in Figure The major pathway leading to inhibition of the cell cycle at G1 is mediated via activation of p21, which is a cki (cell cycle inhibitor) that is involved with preventing cells from proceeding through G1 (see Figure and Figure 28.23). Activation of GADD45 identifies the pathway that is involved with maintaining genome stability. GADD45 is a repair protein that is activated also by other pathways that respond to irradiation damage. The pathway leading to apoptosis remains to be identified.
Figure Several components concerned with G0/G1 or G1/S cycle control are found as tumor suppressors.

54. 28.10 Tumor suppressor p53 suppresses growth or triggers apoptosis
The cellular oncoprotein Mdm2 inhibits p53 activity. p53 induces transcription of Mdm2, so the interaction between p53 and Mdm2 forms a negative feedback loop in which the two components limit each other’s activities. The circuitry that controls p53’s activity is illustrated in the upper part of Figure Proteins that activate p53 behave as tumor suppressors; proteins that inactivate p53 behave as oncogenes (Momand et al., 1992).
Figure p53 activity is antagonized by mdm2, which is neutralized by p19ARF.

55. 28.10 Tumor suppressor p53 suppresses growth or triggers apoptosis
p53 responds to environmental signals that affect cell growth, and many of these signals act by causing specific sites on p53 to be modified. The most common form of modification is the phosphorylation of serine, but acetylation of lysine also occurs. Different pathways lead to the modification of different amino acid residues in p53, as summarized in Figure There is often overlap between the various residues activated by each pathway. For example, ionizing radiation activates the kinase ATM, which phosphorylates S15; and through unknown pathways, ionizing radiation also causes phosphorylation of S33, dephosphorylation of S376, and acetylation of L382. UV radiation shares a pathway with ionizing radiation to phosphorylate S15 and S33, but also causes phosphorylation of S392. The target sites for these various pathways are located in the terminal regulatory domains of the protein. The modifications may affect stability of the protein, oligomerization, DNA-binding, and binding to other proteins. So p53 acts as a sensor that integrates information from many pathways that affect the cell’s ability to divide.
Figure Each pathway that activates p53 causes modification of a particular set of residues.

56. 28.11 Immortalization and transformation
Most tumors arise as the result of multiple events. It is likely that some of these events involve the activation of oncogenes, while others take the form of inactivation of tumor suppressors. The requirement for multiple events reflects the fact that normal cells have multiple mechanisms to regulate their growth and differentiation, and several separate changes may be required to bypass these controls.
永生化与转化
大多数肿瘤是多种因素共同作用的结果。其中包括癌基因的活化或是肿瘤阻遏子的失活。多种因素共存需要反映了正常细胞有多种调控自身生长分化的机制，要脱离这些调控需要有几种独立变化共同作用。事实上许多单一突变就能致癌的基因的存在对机体来说是有害的，因而也被选择性消除。然而，癌基因和肿瘤的阻遏子是其上的突变会引起肿瘤化倾向的基因。也就是说，它们属于上述的必要因素。当然存在的问题是仅靠现有研究发现的癌基因与肿瘤的阻遏子是否能完全决定癌症的发生，但显然它们的特性至少能解释许多相关问题。
多种因素并存的需要与某些DNA肿瘤病毒的模式是相一致辞的。在这些病毒中要成功转化通常的靶细胞需要（至少）两种功能的并存。同样的，原代细胞（机体中直接提取的细胞）转化成肿瘤细胞的过程也需要两个或以上癌基因的表达。对不同功能的需求有时被描述为协同性的需要。功能的分离大致可以看作是与永生化或转化有关。
腺病毒中携带E1A区，能使原代细胞在培养时无限增殖，造成细胞转化状态中典型的形态变化。
多形瘤产生三种T抗原：大T引起无限制增殖，中T引起形态变化，小T功能未知。大T和中T的共同作用能转化原代细胞。
与致癌功能分类一致，腺病毒EIA与多形瘤中T共同作用能转化原代细胞。这说明每种类型的作用都是必需的。
几种细胞瘤基因依照其在3T3感染中的转化能力被鉴定出来；10-20%的人类自生肿瘤中DNA有可探测的转化活性。当然3T3细胞多年来已经被培养至适合于无限增殖，并经过了肿瘤细胞特有的转变过程。这些变化的实质还不清楚，但它们可归类于具有与永生化有关的功能变化。因此转染实验中的致癌活性依赖于在成熟细胞系中诱导形态及其它表型转变的能力。3T3转染检验的主要产物是突变的c-ras基因。它们没有在体内转化原代细胞的能力，这说明它们的作用与已经永生化的细胞作用有关。显然ras癌基因提供了一条转化永生化细胞的主要途径；我们不知道还有没有不依靠ras的其它转化途径。

57. 28.11 Immortalization and transformation
Indeed, the existence of many genes in which single mutations were tumorigenic would no doubt be deleterious to the organism, and has been selected against. Nonetheless, oncogenes and tumor suppressors define genes in which mutations create a predisposition to tumors, that is, they represent one of the necessary events.
永生化所需的任何功能都能由其它癌基因提供（或绕过）。虽然ras癌基因单独无法转化原代成纤维细胞，ras与另一癌基因的共同转染可以。能与ras共同作用导致原代细胞的转化提供了分析有永生化类作用的癌基因功能的检验方法。这其中包括几种反转录病毒癌基因v-myc，v-jun，v-fos，也包括E1A和多瘤大T，突变型p53基因突变有相同的作用，说明了p53的丢失是永生化的一条途径。然而很多情况下永生化和转化蛋白之间的区别都很模糊。譬如说，虽然E1A被归类为永生化蛋白，它也有转化蛋白常有的一些功能。
一种在排除通常与其表达有关的限制的条件下确定单个癌基因的致癌潜力的方法是制造其表达受组织特异性启动子的转基因动物。通常得到的结果是在癌基因得到表达的组织中细胞的增殖。在多种组织中具有此影响的癌基因有SV40，T抗原，v-ras和c-myc。
加速增殖（增生）对动物来说常常是有害的，有时甚至是致命的（通常是因为一种类型的细胞比例增加是以另一种类型细胞的减少为代价的）。然而，单一癌基因的表达通常并不引起造成致命肿瘤形成的恶性转化（瘤形成）。因癌基因的导入而产生的肿瘤（例如在转基因小鼠中）通常还需要有第二个因素的存在。
恶性肿瘤需两种变化的共同作用，这一点可由携带v-ras或活化的c-myc癌基因的转基因鼠与携带两种基因的小鼠之间的差异得到证明。只携带一种基因的小鼠中恶性肿瘤发生率分别是：c-myc 10%，v-ras 40%；携带两种基因的小鼠在同等时间内100%发生恶性肿瘤。转基因鼠中得到的这些结果比培养的细胞中得到癌基因协作的结果还要惊人。
DNA肿瘤病毒肿瘤抗原有与此吻合的特性：抗原可与细胞肿瘤阻遏产物RB和p53结合。这两种蛋白是被分别识别的。或者是病毒中不同的T抗原分别与RB和p53结合，或者是相同抗原不同部位与目标结合。这样腺病毒E1A当RB结合，而E1B与p53结合。HPV E7与RB结合，而E6与p53结合。SV40 T抗原能与RB和P53结合。肿瘤抑制子的功能在降解p53的HPV E6（人乳头状瘤病毒）中表现得尤其明显。HPV作用时将靶细胞转变成无p53的状态。p53（及/或RB）的缺失似乎是是DNA肿瘤病毒转化作用中的关键步骤，也是T抗原作用中的重要部分。关键步骤是p53激发转录活性被抑制，以及RB与E2F等底物结合能力的丧失。

58. 28.11 Immortalization and transformation
It is an open question as to whether the oncogenes and tumor suppressor genes identified in available assays are together sufficient to account entirely for the occurrence of cancers, but it is clear that their properties explain at least many of the relevant events.
永生化过程中必需的转变还待在细胞特性的水平上进行阐述。记住在组织培养中细胞能无限增殖的前提就是永生化，并且我们不知道在体内些相关事件与肿瘤形成到底有何关系。显然在体外培养中与永生化有关的肿瘤抑制子和癌基因与肿瘤生成有关，但是很可能在体内肿瘤形成过程中并没有与体外度过“危机”而永生化过程中发生的事件相一致的对应事件。
有了这个概念，我们发现p53在永生化过程中起重要作用。成熟的细胞系通常失去了p53的功能，表明p53的作用与持续增殖能力的获得有关。然而，单单p53已知功能的失去不能解释永生化。例如p53-小鼠仍然能存活，并且具有正常的细胞周期抑制和分化。p53-小鼠原代细胞比具有p53功能的细胞更容易进入成熟状态，表明p53功能的丢失协助永生化过程的发生，或者是这个过程所必需的。
由此我们可认为p53有永生化的作用，因为失去生长抑制或者凋亡的能力显然都会导致持续增殖。我们不知道在体外的永生化是只需要其中一种的活性还是两种活性都要。而且还要看到的是大多数情况下对p53的描述是在研究其对辐射照射的反应中得到的。当然由于DNA受损而不受接触抑制或者不会发生凋亡的细胞会出现与肿瘤细胞有关的染色体异常。但是，我们不能得出这样的结论，即失去对辐射的反应是引起p53-细胞所有缺陷的原因。譬如说，机体内正常细胞的生长是受多种信号调控的，包括可传播因子（如TGFβ），接触抑制等。失去对此类信号的反应能力可能会引发癌症，但我们不知道在此过程中p53所起的作用。我们知道p53的致癌性不仅仅是通过生长抑制这条途径起作用的，因为p21-的小鼠也显示出G1“检查点”（正如所预期的），但并不发生肿瘤。与p53-小鼠表现出的患癌性的增加相比，可以看到除了控制p21外，p53还有其它功能。
在某些系统中，永生化可能与细胞失去分化能力有关。生长和分化通常各自独立，因为一个细胞必须停止分裂才能分化。阻断分化的癌蛋白可能使细胞得以继续增殖（从某方面上说类似于培养细胞的永生化）；持续增生会反过来使其它致癌突变更容易发生。这可以解释在癌蛋白中会出现通常控制分化的产物。
鸟类骨髓成红血细胞增多病毒(AEV)体现出分化与癌变之间的联系。AEV-H株仅携带v-erbB但AEV-E54株携带v-erbB和v-erbA两个癌基因。AEV的转化活性主要与相当于其它肿瘤逆转录病毒中携带的单个癌基因的EGF受体的截短形式 v-erbB有关，它能转化造血细胞和成纤维细胞。另一基因v-erbA不单独转化靶细胞，但它提高v-erbB转化效率。v-erbA自身的表达在靶细胞中产生两种表现型。它阻止已被v-erbB转化的造血细胞的自发分化（分化成红细胞）；它还使被转化的造血细胞可在更广泛的条件下增殖。故v-erbA可通过抑制分化和刺激增生来控制肿瘤发生。，事实上，v-erbA对其它产生肉瘤的癌基因v-Src，v-fps，和v-ras转化率的增加有相似作用。
癌基因的活化与肿瘤发生之间的联系在某些方面非常密切，然而起始事件的本质尚未明朗。癌基因活性引发肿瘤生长这一点非常清楚，但活化可发生在起始事件后或肿瘤发生的早期。我们希望研究c-onc基因的功能能使我们与了解异常细胞一样了解正常细胞中细胞生长的调控，从而可以确定起始和发生肿瘤所必需的事件。

59. 28.12 Summary
1. A tumor cell is distinguished from a normal cell by its immortality, morphological transformation, and (sometimes) ability to metastasize. 2. DNA tumor viruses carry oncogenes without cellular counterparts. 3. Some v-onc genes are qualitatively different from their c-onc counterparts, since the v-onc gene is oncogenic at low levels of protein, while the c-onc gene is not active even at high levels. 4. c-onc genes have counterpart v-onc genes in retroviruses, but some proto-oncogenes have been identified only by their association with cellular tumors.
肿瘤细胞与正常细胞的不同之处在于其永生性，形态上的转变，以及它（有时）的转移能力。癌基因是带有与这些特性有关的功能获得性遗传变化的基因。癌基因可能起源于发生了影响其功能或表达水平的突变的原癌基因。
DNA肿瘤病毒携带有在细胞中无对应物的癌基因。它们的癌基因可能通过抑制细胞肿瘤阻遏子而起作用。RNA肿瘤病毒携带有从细胞（c-onc）基因mRNA摹本中衍生的v-onc基因。一些v-onc基因与c-onc原癌基因的总长度相等，有些是其一端或两端被截短的产物。大多数以产生逆转录酶病毒蛋白的融合蛋白的形式表达。Src是一个例外，其携带的逆转录酶病毒（RSV）有复制能力，蛋白以独立的形式表达。
某些基因v-onc与它们对应的c-onc有不同性质。v-onc在低度表达的蛋白水平下就有致癌作用，而c-onc基因在高水平下也不没有活性。这种情况下，原癌基因只在蛋白编码序列区发生变化时才被有效活化。蓁原癌基因在表达水平大大增加（>10X）时能被活化；c-myc能以不同方法定量激活，如与lg或TcR基因座转位，或是逆转录酶病毒的插入。

60. 28.12 Summary
5. Cellular oncoproteins may be derived from several types of genes. 6. Growth factor receptors located in the plasma membrane are represented by truncated versions in v-onc genes. 7. Some oncoproteins are cytoplasmic tyrosine kinases; their targets are largely unknown. 8. Ras proteins can bind GTP and are related to the subunits of G proteins involved in signal transduction across the cell membrane.
c-onc基因与逆转录酶病毒中的v-onc基因相对应，但是某些原癌基因仅能因它们与细胞肿瘤关系而被鉴别出来。转染实验通过检查它们转染啮齿类动物成纤维细胞的能力检测到一些活化了的c-onc序列。ras基因是通过这种方法鉴别的最多的基因类群。转基因小鼠的产生直接证明了某些癌基因的转化能力。
细胞癌蛋白可以是由多种基因衍生而来的。它们之间的相似之处是每种基因产物都与生长调控的途径有关，且癌蛋白或是缺乏调控，或是有较高的活性。
位于细胞膜上的生长因子受体以截短的形式在v-onc中存在。细胞受体通常都有蛋白酪氨酸激酶活性。致癌形式有持续的活性以及变异的调控。同样，编码多肽生长因子基因的变异产生癌基因，因为受体被不适当地激活了。
某些癌蛋白是胞质酪氨酸激酶；尚不清楚它们的靶目标为何。它们可能由酪氨酸激酶受体的自磷酸化而被激活。酪氨酸激酶中的SH2结构域识别由自磷酸化产生的PDGF受体中的磷肽序列；PDGF受体与SH2结构域中Src区的C末端竞争，产生激发Src激酶活性的构象改变。V-Src缺乏有抑制作用的C末端，有持续的活性。
Ras蛋白能与GTP结合，并且和与跨膜信号传导有关的G蛋白有同源性。致癌的突变体有减少的GTP酶活性，因此有持续的活性。Ras的活化是由EGF受体等酪氨酸激酶受体引发的信号级联传导中的必要步骤；级联到达丝氨酸/苏氨酸ERK MAP激酶处，最终使核内包括Fos的转录因子磷酸化。

61. 28.12 Summary
9. Nuclear oncoproteins may be involved directly in regulating gene expression, and include Jun and Fos, which are part of the AP1 transcription factor. 10. Retinoblastoma (RB) arises when both copies of the RB gene are deleted or inactivated. 11. p53 was originally classified as an oncogene because missense mutations in it are oncogenic p53 has a sequence-specific DNA-binding domain that recognizes a palindromic ~10 bp sequence.
核内癌蛋白可能直接调节基因的表达，这类蛋白包括AP1转录因子的组成部分Jun和Fos。V-ErbA是由另一个转录因子甲状腺激素受体衍生的。它是显性负调控突变体，阻碍细胞因子的作用。V-Rel与常见因子NF-κB相关，但其致癌作用机制尚不清楚。
肿瘤抑制子具有功能丢失的突变，使细胞增殖加快。当两个拷贝的RB基因均被删除或失活时会发生成视网膜细胞癌（RB）。RB的产物是一种核内磷酸蛋白，其不同的磷酸化状态控制细胞进入S期。非磷酸化的RB遮蔽转录因子E2F。当RB被细胞周期素/cdk复合体磷酸化时E2F被释放出来；E2F的释放使编码S期必需产物的基因得以转录。失去RB意味着E2F没有被遮蔽，细胞不受抑制地进入细胞周期。腺病毒E1A及乳头多瘤空泡病毒的T抗原与非磷酸化的RB结合，使其不能遮蔽E2F。

62. 28.12 Summary
13. p53 is bound by viral oncogenes such as SV40 T antigen, whose oncogenic properties result, at least in part, from the ability to block p53 function The locus INK4A contains two tumor suppressors that together control both major tumor suppressor pathways Loss of p53 may be necessary for immortalization, because both the G1 checkpoint and the trigger for apoptosis are inactivated.
p53最初被归入癌基因类，因为其上发生的错义突变是致癌的。它现在被归类为肿瘤抑制子，因为其上发生的错义突变实际上是通过抑制野生型p53的活性起作用的。细胞中p53的水平通常比较低，但当DNA受到损伤时p53活性增加，按细胞周期阶段及细胞表型的不同引发两条途径之一。在周期早期，它使细胞凋亡，DNA受损伤的细胞不会永生，而是死亡。成熟细胞系中常常有p53功能的丢失，这在体外的永生化过程中可能起重要作用。人类肿瘤中p53的缺失是很普遍的，这也许与许多肿瘤的形成有关，而且是非细胞类型特异性的。p53可与病毒癌基因，如SV40的T抗原。此抗原至少部分是通过阻断p53的作用而产生致癌后果的。它也与细胞优质癌基因mdm2结合，后者抑制它的活性。p53上有序列特异的DNA结合区域，能识别一段回文的约10bp的序列；启动子中含有此序列的基因能被p53活化，这包括cdk抑制子p21和从各种途径对DNA损伤应答的蛋白GADD45。这些以及其它基因（含有直接与TBP作用的转活性结构域）的活化可能是p53阻遏细胞周期的方法。在p53以不同的结构域（非特异性）与受损伤的DNA结合时其活化靶基因的能力增加。p53还有尚未研究清楚的阻遏某些基因的能力。其突变体缺乏这种活性，使DNA受损伤的细胞无限增殖。p53的缺失可能与DNA序列的复制增加有关。