cancer

抑癌基因(Tumor Suppressor Gene)──下

抑癌基因(Tumor Suppressor Gene)──下
國立臺灣師範大學生命科學系碩士生黃培綺

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抑癌基因的產物也就是蛋白質,即抑癌蛋白,有些抑癌蛋白在調控上對於細胞週期有著減緩或抑制的功能,而有些抑癌蛋白對於細胞凋亡有促進的功能,另外更有些是對於細胞週期的調控與細胞凋亡的促進,這兩種功能兼具的抑癌蛋白。以目前科學研究對抑癌蛋白的功能了解,大致可區分為下列五種類群:

(一)抑制細胞週期持續進行的基因,若這些基因在細胞週期中沒有表達,則細胞週期就會中斷無法持續下去。有些抑癌蛋白就是抑制這類基因的表達,從而有效地抑制細胞的分裂。

(二)和細胞中受損的DNA結合,有些抑癌蛋白能與細胞週期中受損的DNA結合,使細胞停止分裂。若在細胞週期中有受損的DNA存在,則這個細胞不該進行細胞分裂,若DNA受到的損傷能修復,則細胞週期就能持續進行下去。

(三)促進細胞凋亡,當細胞週期中受損的DNA無法被修復的情況存在下,有些抑癌蛋白就會促進這個細胞開始細胞凋亡(計畫性細胞死亡),藉由少部分的細胞凋亡,進而來消除可能對生物體造成的更大危害的威脅,也就是防微杜漸。

(四)有些抑癌蛋白會參與細胞黏著,來防止腫瘤細胞的擴散,阻斷腫瘤細胞之接觸抑制的功能(正常細胞在生長擴散時有接觸抑制的功能),並抑制腫瘤轉移,這些蛋白也就是抑制轉移蛋白。

(五)DNA修復蛋白,若此類蛋白的基因突變,則產生癌症的風險會增加。例如:HNPCC基因的突變會導致罹患大腸癌的機率增加,MEN1基因的突變會使罹患多發性內分泌腫瘤的機率增加,BRCA基因的突變會造成罹患乳癌的機率增加。此外,若是降低DNA的修復率,則會增加突變率並造成突變在細胞中累積,最後將導致抑癌基因的失活,或是致癌基因的活化,進而造成癌症的發生。

抑癌基因 ─ 中

抑癌基因 (Tumor Suppressor Gene) ──中
國立臺灣師範大學生命科學系碩士生黃培綺

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抑癌基因與致癌基因的功能相反,是一類抑制細胞過度生長、增殖的基因,也因此能抑制腫瘤的形成,進而抑制了癌症的產生。腫瘤就是因為細胞過度地生長、增殖所造成的細胞的異常病變。簡單區分致癌基因與抑癌基因導致癌症的差異,關鍵性的重點就在致癌基因是從原致癌基因活化,使正常細胞轉變為癌細胞,進而造成癌症的產生;而抑癌基因是因為失去功能(失活),結果讓正常細胞轉變成癌細胞,才會造成癌症的發生(圖三)。

抑癌基因(Tumor Suppressor Gene)──上

抑癌基因(Tumor Suppressor Gene)──上
國立臺灣師範大學生命科學系碩士生黃培綺

除了致癌基因(oncogene)外,還有另一群基因與致癌基因的功能相反,是抑制癌症發生的一群基因群,那就是所謂的「抑癌基因(tumor suppressor gene或antioncogene)」。

抑癌基因,又譯為「腫瘤抑制基因」、「抑瘤基因」、「抗癌基因」或「隱性癌基因」。最後一個譯名「隱性癌基因」是相對於致癌基因(oncogene)在遺傳學上的特徵表現是「顯性」,顯性的意思是指說控制同一性狀的兩個等位基因(allele)中,只要其中有一個等位基因發生異常或缺失,就會表現出異常的性狀。而「隱性」是指在控制同一性狀的兩個等位基因中,只有其中一個等位基因發生異常或缺失的話,另一個正常的等位基因,還是能維持細胞正常的生理功能,不會引發癌症的產生;抑癌基因是要在兩個等位基因同時都發生異常或缺失的情況下,才會表現出異常的性狀,也就是當抑癌基因的兩個等位基因都出現問題的情況下,就可能引起癌症的發生。

fig1 圖一、致癌基因譬喻卡通示意圖。原致癌基因維持細胞正常生長,當原致癌基因活化成為「致癌基因」,細胞生長將不受控制,最後導致癌症的發生。把細胞想像成一台車子,油門能控制車速多快,原致癌基因就像車子中的油門一樣,原致癌基因能決定細胞的生長與分化的速度,而致癌基因就像是被踩到底凹陷壞掉了的油門一樣,讓細胞的生長與分化失去控制。(黃培綺繪製)。

致癌基因 ─下

致癌基因 (Oncogene) ─下
國立臺灣師範大學生命科學系碩士生黃培綺

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致癌基因(oncogene)這個名詞是在西元1969年,美國國家癌症研究所(National Cancer Institute, NCI)的兩位科學家羅伯特(Robert Huebner)和喬治(George Todaro)所命名。

而第一個被發現的致癌基因是Src基因,是一種發生在雞隻身上,會使雞的肌肉長出肉瘤(sarcoma)的基因,其基因的命名Src就是取自肉瘤的英文 sarcoma而來,此種肉瘤產生的原因,是因為雞隻被感染雞的反轉錄病毒感染所導致。而在西元1970年,美國柏克萊加州大學(University of California, Berkeley)的科學家史蒂夫·馬丁博士(G. Steve Martin)經實驗證實Src確實就是因為病毒感染而產生的致癌基因。

致癌基因 ─中

致癌基因 (Oncogene) ─中
國立臺灣師範大學生命科學系碩士生黃培綺

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原致癌基因參與我們正常細胞生命週期的階段,包括在細胞生命中的「細胞生長」、「細胞分裂(cell division)」和「細胞分化(cellular differentiation)」等這三個階段。在某些特定情況下,像是長期接觸到致癌物質(carcinogen),例如致突變劑(mutagen)、輻射或放射性同位素(radionuclide)等,或是細胞被病毒(virus)感染,這些外來因素影響,會使正常細胞的DNA受到損害或基因表現量異常,若其結果導致原致癌基因發生突變(mutation)或基因大量表現的話,導致「致癌基因」發生,這樣就會進一步影響正常細胞的生命週期。

fig3

圖三、當細胞接受刺激使致癌基因被活化後,正常細胞轉變為癌細胞的示意圖。(翻譯自File:Oncogenes illustration.jpg – Wikimedia Commons. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Oncogenes_illustration.jpg)。

正常的細胞除了幹細胞外,終其一生,其細胞生長、分裂的次數是有限制的,而且在細胞生命週期的最後,細胞會老化,最後死亡。

致癌基因 ─上

致癌基因 (Oncogene) ─上
國立臺灣師範大學生命科學系碩士生黃培綺

癌症(cancer)的前身是腫瘤(neoplasm, tumor),而腫瘤又區分成良性腫瘤(benign tumor)以及惡性腫瘤(malignant tumor),其中癌症就是屬於惡性腫瘤,所以癌症常被稱為惡性腫瘤。

在臺灣,根據衛生福利部(其前身為「行政院衛生署」)民國103年6月份公布的統計資料顯示,去年民國102年的十大死因依序是:(一)惡性腫瘤(癌症);(二)心臟疾病;(三)腦血管疾病;(四)糖尿病;(五)肺炎;(六)事故傷害;(七)慢性下呼吸道疾病;(八)高血壓性疾病;(九)慢性肝病及肝硬化;(十)腎炎、腎病症候群及腎病變(圖一)。

癌症問與答

癌症問與答
知識通訊評論第43期

《自然》雜誌的編輯對於近代醫學在癌症治療上能達到的成就,以及還需努力以求治癒之道,提出一些問題與答案。

(癌症的古今療法)

Q: 歷史上首次確認癌症的存在,是在什麼時候?
A: 確認癌症是一種疾病的歷史,已有千年之久:最早的記錄來自一本時序可追溯到西元前一千五百年甚至更早的埃及古書,上面有對乳房腫瘤的描述。在十九世紀之前,就有人提出說癌症是正常組織變形而成,不是從外部入侵的病原體。服用毒胡蘿蔔素、生吞蜥蜴、冰敷跟灑鹽,都是在十八跟十九世紀所採用的一些療法。直到第二次世界大戰,才終於有了能有效抗癌的藥物,雖然效果也只是差強人意。

我們該改變治癌的辦法嗎?

我們該改變治癌的辦法嗎?
知識通訊評論第81期

近百年來發展魔法子彈治療疾病,一直是近代醫學的主流想法。但此一思維用在癌症治療,卻遭逢極大困境。人類過去曾有過以殺蟲劑對付蟲害的失敗經驗,面對同樣具有異質擴散和強適應力的癌症,控制穩定似乎比趕盡殺絕更為合理。

治療癌症只有這種方法?

一百多年前,德國諾貝爾獎得主艾利希(Paul Ehrlich)提出過「魔法子彈」的概念,以特殊藥物殺光腫瘤細胞或患病組織,但不會影響體內正常細胞。五十年後抗生素的發明,似乎是艾利希想法的一個強力確認。醫學戰勝細菌的成功經驗影響深遠,因此「抗癌之戰」亦深信此論,認為終有一日能找到治療癌症的魔法子彈。

控制癌症的正常基因

控制癌症 (Cancer)的正常基因 (Genes)
知識通訊評論第65期

哈佛大學布萊根婦女醫院的艾樂奇

遺傳學家已找到特定正常出現的基因,是與一些癌細胞增生相關。他們經由「基因體功能分析」對人類基因篩檢得到的突破發現,給對抗腫瘤新藥帶來發展契機。