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人第17号染色体

人染色体
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人染色体

第十七章

17号染色体长81.195Mb,编码1209个基因(信息参考:Ensembl GRCh37,release 109 - Feb 2023 © EMBL-EBI),基因密度比值约为14.9,仅次于19号染色体基因密度,属亚中着丝粒染色体(见图17-1)。

回顾第十五章提及的急性早幼粒细胞白血病常涉及15号染色体与17号染色体的易位,17q21的维甲酸受体基因(RARα),是我国王振义教授在国际上首创的用全反式维甲酸治疗急性早幼粒细胞白血病的靶点。

在第13章,我们提到过RB 这个抑癌基因,抑癌基因(Tumor Suppressor Genes),是一类抑制细胞过度生长、增殖从而遏制肿瘤形成的基因。由于这种基因在肿瘤的发展中处于隐性突变(失活)状态, 称隐性癌基因, 在正常情况下对细胞增殖具有负调控作用。 抑癌基因中有一个特别突出的明星基因--P53基因,该基因位于17号染色体p13.1(见图17-1)。P53基因,长20kb,含有11个外显子,编码393氨基酸组成的蛋白质,因其蛋白质分子量接近53kD的大小标准(实际为43.7KD),故称为P53基因。

该基因于1979年由David Lane在伦敦帝国癌症研究基金会发现,它的工作职责便是保护我们免受癌症的侵害,所以称为“抑癌基因”。David Lane将p53形象地定义为“基因组的守护者”。大多数情况下,这种p53的突变在个体细胞或组织中自发出现,在所有恶性肿瘤中,50%以上会出现p53的突变,并且有1000个以上的基因受p53的影响。目前发现肝癌、乳腺癌、膀胱癌、卵巢癌、脑肿瘤、胃癌、肠癌、食道癌、肺癌、膀胱癌、白血病等人类多发肿瘤与p53基因关联度最高。

肿瘤与癌是什么关系呢?肿瘤(tumor)泛指由一群生长失去正常调控的细胞所形成的新生物,分为良性肿瘤和恶性肿瘤。恶性肿瘤生长不再受控制,且能够侵入其他邻近组织甚至扩散(转移)至更远的位置,又称为癌(cancer)。根据癌细胞来源分为:癌(起源于上皮组织)、 肉瘤(起源于间叶组织)、淋巴瘤(起源于免疫系统,特别是脾及淋巴结中的淋巴细胞)和白血病(起源于骨髓造血细胞)。

肿瘤是基因突变累积的结果。肿瘤的发生和演变过程:从单个细胞开始到形成米粒小的肿瘤,大约需要8—10年,此阶段人体几乎没有任何症状。

从米粒大小发展成杏仁大小,只需一年左右时间,如果没有及时发现,发展到晚期只需要3—8个月的时间。通过相关突变检测发现肿瘤的早期踪迹,进行合理干预,能够逆转肿瘤的形成。

有p53突变的人患癌症的终生风险约为90%,有些人出生时身体的每个细胞都带有一个突变的p53(一对等位基因中有一个发生了突变),或是亲代遗传的,或是受精卵在形成过程中受外因的影响发生了一个突变,命中注定他易患癌。

在人的一生中将经历大约1012-1015(10-10,000万亿)次细胞分裂,P53基因编码一种肿瘤抑制蛋白,该蛋白质对相应的蛋白产生应答反应,从而诱导细胞周期停滞、凋亡、衰老、DNA修复或代谢变化。

在正常情况下,P53较少表达, p53蛋白的含量不足以使其下游基因表达。当有DNA损伤时,可引起细胞内p53蛋白水平升高,并激活其下游基因表达,诱导细胞进行DNA修复或诱导细胞凋亡,起到对细胞的保护作用。

当细胞分裂时,P53会识别受损的DNA,如果DNA受损程度较小,P53就会产生相应的蛋白质,促进修复DNA,并阻止细胞进入增值周期;如果DNA受损严重,则启动细胞凋亡机制,即让细胞“自杀”——这样就能保证出错的DNA不会大肆复制下去,如此一来,P53就把新生的癌细胞扼杀在萌芽状态。即能抑制细胞癌变。

截止2022年科学家列出了癌症的14个特征(见图17-2)

大约一半肿瘤至少携带一个p53变异,但是不同类型的肿瘤之间携带p53变异的频率和分布有非常大的差别。TP53突变常会以单核苷酸变异(SNVs)的形式出现,并且伴随着不同的协同突变以及多种多样的等位基因组合模式。

基因的目的,是传承和延续其信息,它会选择人类在完成生育和抚养后代的重任之后,再让不能承担生、养重任的个体死掉。只要人的寿命足够长,又没有死于任何其他疾病,癌症终将会随着细胞某次分裂的差错而形成,人最终会死于癌症。癌症其实是一种老年病,年纪越大,与各种致癌物接触时间越长,正常细胞突变的几率就越大。这也是为何如今癌症发生率比较高的原因之一,因为整体寿命延长了,假如人没有死于任何其他疾病,寿命无限延长的话,最终会死于癌症可能会找到每一个人。这就是为什么癌症的高发期在四十岁以后,七八十岁达到最高,而且平均寿命越长的国家,往往因为癌症发生和死亡的人也越多。

待续