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C-myc癌基因
c-myc基因是myc基因家族的重要成员之一,c-myc基因既是一种可易位基因,又 是一种多种物质调节的可调节基因,也是一种可使细胞无限增殖,获永生化功能,促 进细胞分裂的基因,myc基因参予细胞凋零,c-myc基因与多种肿瘤发生发展有关.
一、c-myc癌基因结构及表达
c-myc基因是禽类髓细胞病毒(AMN)MC-29的V-myc的细胞同源序列,从MC-29病毒 中分离的V-myc是gag-myc融合体,它由1358个bp的gag基因与1568个bp的V-myc基因共 同组成.C-myc基因由3个外显子及2个内含子组成,第一个外显子不编码,只起调节作 用,只有外显子2和3与V-myc相对应,编码一个439个氨基酸的蛋白质.C-myc基因由启 动子P1或P2起始转录并在第一内含子中尚有一个潜在启动子P,当第一个内含子发生 断裂时,P可被激活而成为一个异常转录起始点,但蛋白合成起始位点不变,并与正 常C-myc基因产物相同.在各种不同动物中,C-myc基因和第2.3外显子具有高度保守 性,而第1外显子则有较大的差异.小鼠和人的外显子1只有70%的同源性.人类C-myc基 因定位于8q24.在生理学上,C-myc基因的表达一般与细胞的生长状态有关,如有生长 因子刺激成纤维细胞,可导致C-myc表达增强,相反,在细胞分化时C-myc表达降低, 在细胞培养过程中,用C-myc表达结构或反义寡脱氧核酸进行研究,发现C-myc在细胞 G0期到S期的过程中也起作用.表明C-myc表达的变化与细胞的增殖及分化状态有关, 其表达产物在调节细胞生长、分化或恶性转化中发挥作用.
二、C-myc基因的表达产物及功能
C-myc基因的产物为62KD的磷酸化蛋白P62c-mgc,是由C-myc基因的外显子2和3共 同编码的由439个氨基酸组成的蛋白质,定位细胞核内,为核蛋白,依C-one编码产 物,功能分类,C-myc癌基因属核蛋白基因,具有转化细胞的能力,并具有与染色体 DNA结合的特性,在调节细胞生长、分化及恶性转化中发挥作用.C-Myc蛋白在结构上 可分为转录激活区,非特异DNA结合区,核靶序列,碱性区,螺旋一环一螺旋(HLH)及 亮氨酸拉链区,在已知的转录因子中可介导蛋白的寡聚化,这两个区同时存在是 C-myc蛋白所特有的,在其它蛋白质中,很少发现.在C-Myc蛋白中,螺旋一环一螺旋 紧随着碱性区,揭示其以特异性序列方式和DNA相互作用.在以原核生物为实验对象的 研究表明,该碱性区以一个自由环存在,当以特殊方式结合到DNA上时,则变成螺 旋,该区是C-Myc蛋白与DNA特异序列的结合部位.
在C-Myc中还存在着与抑制细胞分化、自身抑制有关的区域及肿瘤转化所必需的 区域.Smith等研究了C-Myc的亮氨酸拉链区,该区介导各种转录因子的二聚作用.在亮 氨酸重复部位的突变能显蓍降低C-myc抑制鼠红白血病(MEL)细胞分化能力,同样地, 此区的插入突变能消除C-Myc的转化活性.正是这些C-myc结构成分的表达阻止了细胞 进入细胞周期,从而抑制许多细胞系的分化.Cronch等对C-Myc亮氨酸拉链区的亮氨酸 进行致突变,发现这些突变不能自身抑制,说明了亮氨酸拉链区在自身抑制中的重要 性.Stone等研究认为,C-Myc分子的中间1/3以及N-端,C-端是肿瘤转化所必需的,是 C-myc基因与肿瘤转化有关的C-myc区段.正是由于这些C-Myc功能区域的存在,从而使 C-Myc在胞浆内合成后,与其它蛋白形成寡聚体,再转移到核内,并结合到特异性的 DNA序列上,从而激活和抑制许多靶基因的转录,引起细胞生长和分化的改变,发挥 其生理调节功能及恶性转化作用.
近年来对疗程性细胞死亡Programmed Cell death. PCD)研究的深入,发现Myc蛋 白参与诱导细胞凋零.C-myc基因表达的失调是多种细胞凋零的主要诱因,细胞发生凋 零的速度及其对诱导因素的敏感性均依赖于细胞Myc蛋白的含量.尚未成熟胸腺细胞中 Myc基因的高表达是胚胎胸腺细胞凋零死亡的诱因.而且在凋零细胞的死亡阶段,也观 察到C-myc基因的高水平表达,如果用反义寡核苷酸阻断C-myc基因的表达,则细胞凋 零受到严重干扰.Evan研究发现,C-myc表达的失调也会启动去除生长因子后培养细胞 的成熟前凋零.他们对小鼠IL-3依赖性髓样细胞素32D进行观察,发现在洗去IL-3后, 可立即观察到C-myc基因表达下调.结果使培养细胞停止于G1期,将携带C-myc基因的 载体转染32D细胞,获得稳定表达C-myc基因的32D细胞克隆,结果这种细胞去除H-3 后,不停止于G1期,而是启动以凋零为特征的程序性细胞死亡.结果揭示细胞凋零是 清除固定突变及细胞周期调控失衡的细胞的重要机制,一旦细胞发生障碍,C-myc基 因会启动凋零程序,相反,则导致肿瘤形成.