1 顾健人 癌基因及相关基因国家重点实验室 2 1 现有 生物信息学 的限制 有眼不识泰山 第一外显子识别能力外显子 内含子识别能力2 一个基因 不同剪切体Splicingform Isoform 3 一个基因 蛋白质 切割 蛋白质 1肽段 人基因组计划已经给了我们多少 人基因有多少个 10万3万 3 4 同一个蛋白质细胞内的不同 定位 不同功能 5 98 DNA序列 功能不明 95 细胞核 细胞质 线粒体 细胞膜 蛋白质移位Translocation 4 E1bE1aExon2Exon3 p16Ink4a P14ARF human P19ARF mouse CrossTalkbetwerenOncogenes tumorsuppressors OncogenicSignalsRas c myc E2F p16Ink4a Rb on Cellcyclearrest P14ARF BlockMDM 2 p53binding p53on DNADamage 一个基因可编编码两种完全不同的蛋白质 5 功能基因组学FunctionalGenomics 阐明基因 蛋白质 之间的相互作用与生命活动的关系与疾病的关系与环境 药物的关系基因组测序只是基因组研究的起点 功能基因组学 的含义 被 局限地 误解 基因表达谱 的误解或局限性cDNA芯片 mRNA表达 蛋白质表达蛋白质芯片 只知道蛋白质的表达与存在并不知道蛋白质的功能状态 问题 在基因组的水平 6 1 糖基化 1 膜表面蛋白 影响细胞识别 细胞 细胞相互关系 2 细胞表面抗原 3 细胞内蛋白 特定糖基化与蛋白质叠成为高级结构有关成熟蛋白质 不成熟蛋白质的 质控 表志2 乙酰化 组蛋白 与DNA结合能力 复制 转录其它蛋白质 如p53 3 磷酸化 4 蛋白质切割成片段 一个蛋白质多种功能 7 细胞 分子细胞生物学 重要问题 过度增殖 恶性肿瘤高血压 内皮细胞 平滑肌细胞 细胞凋亡 神经退行行病变早老性痴呆帕金森氏病 Tobeornottobe that saquestion Hamlet Shakespear 细胞增殖 细胞凋亡 生死 8 抗凋亡 Antiapoptotic 促进凋亡 M CheckPointsofCellCycleG1 ScheckpointG2 McheckpointM MitoticSpindlecheckpoint 9 分子细胞组织机体 误区 相互分离 每种疾病均集中于反映出疾病的细胞肿瘤 集中在癌细胞误区 忽视癌细胞以外的细胞心血管疾病 心脏病心肌细胞心肌 间质 血管内皮细胞高血压内皮细胞内皮细胞 间质细胞 炎症细胞 平滑肌细胞神经性疾病 神经原细胞神经原胶质细胞间质内皮细胞 高血压脑病 10 间质细胞血管内皮细胞淋巴管内皮细胞淋巴细胞巨噬细胞触突状细胞Dendriticcell Cytokine 细胞因子 CytokineReceptor细胞因子受体Chemokine 趋化因子 ChemokineReceptor趋化因子受体 恶性肿瘤 除肿瘤细胞外 还有重要的细胞 11 CANCER MultipleCross talkamongCancer stromalandendothelialCells Cancercells Stromalcells Endothelialcells IntercellularCrosstalk Cancercells Matrix ECM EndothelialcellsPericytesStromalcells 12 Stroma 1 Fibroblastsintumor Activatedfibroblast GFGFRactivated2 Geneticalteration Juvenilepolyposissyndrome JPS CowensyndromeetcDominanthereditaryStromalcellsabnormality HamartomaHighriskforcoloncancerPTENandothers Landscaper Stromaabnormalmicroenviroment Microenviromentoftumor hostinterface 13 ANGIOGENESIS TwoProcessesEndothelialCells EC growthmigrationVesselformationTubeformationextensionOthercells Fibroblastsetc 14 ANGIOGENESIS CANCERINVASION ECGrowthcontrol Vesselformation HypoxiaActivatinghypoxiaresponsesgenes p53 AcidosisVEGF A Cancer EC 15 Protease matrix Cancercellinvasion Angiogenesis Proteases DegradationofECMandCellAssociatedProteinsMMPs Marixmetalloproteinases membrane anchoredMMP2 MMP9 CancerCell SolubleMMP fibro EC Adamalysin relatedmembraneproteinasesBMP1metalloproteinasesTissueserineproteinasestPAUKThrombinPlasminuPA EC fibro uPAR Cancer InhibitorsPAITIMPs TissueinhibitorofMMPs PEX DegradationproductofECMbyMMP2 16 ProteasesfurthercreatePlasminogenAngiostatin 38KD ECATPsynthase I ProcollagenXXIIIEndostatin 20KD Prolaction16KDprolactinECMPEXECintegrina b3 I RGDfragmentCancerFAK S TroponinTn 1ECATPSynthase I Humancartilage InhibitorsofAngiogenesisStimulatorsofCancerInvasion I ANGIOGENESIS CANCERINVASION 17 ECReceptors ECandCancerCell VEGFR1 Flt 1 VEGFR2 Flk 1 KDR VEGFA DPLGFVEGFR3 Flt 4 VEGFC DTIE1 TIE2Ang1 23 4 Integrina b3 ECMPEXa b5 Laminin tenasin CD36Thrombospondin ECMGlycoprotein celladhesion motility growthmetallospondin VascularTubuleformation EphB1RecognizingsomeligandsorpartnersNHE3 ARNT EPA 1 Tenasoin newECM ANGIOGENESIS CANCERINVASION 18 VEGFRs VEGFR1VEGFR2VEGFR3Neurophilin1Neurophilin2 flt 1 flk 1KDR flt4 Ligands 19 ECGrowthFactors SpecificGFs VEGFA DVEGFR2 KDR Flk 1 PLGFVEGFR1 flt 1 Non specificGFs Local Someofthem autocrine EC CancerFibro TGFaEGFRTGFb fibro TGFbR Cancer TGFb ECMTGFbreleasedaFGFbFGFFGFRPDGFPDGFRHGFMet ANGIOGENESIS CANCERINVASION Protease 20 Chemokines CXC chemokinesRecruitmonocytes Tumorcellorigin leukocytesorothersCXCL12CXCL 12enrichedtissueCCR4metastasisPseudopodia migration penetrationofECM homing InduceTNFa CytokinesrelatedtoECorCapillaryformation IFNaDownregulateVEGFproductionbFGFIFNgInhibitangiogenesisIL 12UpregulateIFN g IP 10 inhibitingangiogenesis ANGIOGENESIS CANCERINVASION 21 Interactionbetweencancercells EC HypoxiaProteasesDegradationofECMVEGFsAngsTGEabFGFPDGF Chemokines cancer EC ANGIOGENESIS CANCERINVASION Metastasis 22 Enigmas 1 Tumor endothelialcellsCross talk2 Tumorcells endothelialikecells Morphologicalevidence yesBiochemical 3 Stromalcells tumorcellsStromalcells endothelialcells4 Geneticalterationoftumorvascularendothelialcells Yesornot 5 Geneticalterationoftumorstromalcells Cross talk 23 APOPTOSIS 1 Deathsignals TNFafamily2 DeathReceptors TNFReceptorfamily DecoyReceptor3 Adaptormolecules InteractwithreceptorCaspase Protocaspase 4 Protocaspases Activated Caspases5 Effectormolecules OtherProteases DNAdegradationenzymes6 Inhibitors ForCaspasesAdaptorsOthers NewProgress Moleculesinsidemitochondria releaseintocytoplasm Procaspases cytochromeCctc Nuclear Cytoplamicmolecules translocatetoMTmembrane 24 Mitochondrion Cytoplasm CaspasesOtherSignals InintermembranespaceProtocaspase293LatentAIFCytochrcmeCSmac DIABLO Life Othertargest Mitochondrion Protocaspase 2Protocaspase 3Protocaspase 9Apaf1CytochromecAIFOthers Smac DIABLO LifeorDeath AlterationofMolecularCompartmentation MitochondrionversusCytoplasm OtherTargets IntermembraneSpace AIF Apoptosisinducingfactor Science 397 387 91999Smac SecondMT der