1. CƠ CHẾ SINH HỌC PHÂN TỬ CỦA SINH UNG THƯ.pdf

1. CƠ CHẾ SINH HỌC PHÂN TỬ CỦA SINH UNG THƯ.pdf

1. CƠ CHẾ SINH HỌC PHÂN TỬ
CỦA SỰ SINH UNG THƯ
BS. Nguyễn Quốc Bảo
1
2017

2. 1.Mô tả các dạng tổn thương DNA và cơ chế sửa chữa
2.Hiểu được chức năng của tiền gen sinh ung, gen sinh
ung và các con đường dẫn truyền tín hiệu tế bào (TB)
3.Hiểu được chức năng của gen đè nén bướu và sự mất
dị hợp tử
4.Hiểu được chức năng của Telomere, Telomerase
5.Hiểu được cơ chế chết TB theo lập trình
6.Hiểu được cơ chế ngoài gen (biểu sinh ) của sự sinh
ung thư
Mục tiêu học tập
2

3. 1.Các dạng tổn thương DNA và cơ chế sửa chữa
2.Tiền gen sinh ung, gen sinh ung và các con đường dẫn
truyền tín hiệu tế bào (TB)
3.Gen đè nén bướu và sự mất dị hợp tử
4.Telomere, Telomerase
5.Chết TB theo lập trình
6.Cơ chế ngoài gen của sự sinh ung thư
Nội dung bài giảng
3

4. CÁCDẠNG TỔN THƯƠNG DNA
VÀ CƠ CHẾ SỬA CHỮA
4

5. “Cancer is an overgrowth of cells bearing cumulative genetic
injuries that confer growth advantage over the normal cells.”
(Nowell’s Law)
Đại cương
5
“Ung thư là sự tăng trưởng quá mức của một số TB do sự tích
lũy những tổn thương di truyền, khiến cho TB ung thư có
những ưu thế tăng trưởng hơn so với các TB bình thường”
(Nowell’s Law)

6. Tổn thương DNA là không thể tránh khỏi trong quá trình
sống, do:
•Sai sót trong quá trình nhân đôi TB
•Tiếp xúc với các sản phẩm hóa học sinh ra trong quá trình
chuyển hóa của cơ thể
•Tiếp xúc với các tác nhân gây ĐB: chất hóa học, tia cực tím
hoặc bức xạ ion hóa và tác nhân sinh học (virút, vi khuẩn)
Đại cương
6
Mỗi ngày xảy ra khoảng 10
4
→10
6
tổn thương DNA

7. Phân loại ĐB gen
7
Phân loại ĐB gen
ĐB mất chức năng
Chức năngCấu trúc
ĐB tăng chức năng
ĐB thay nucleotide
•ĐB im lặng
•ĐB sai nghĩa
•ĐB vô nghĩa
ĐB thêm nucleotide
•Bảo tồn khung đọc
•Lệch khung
ĐB mất nucleotide
•Bảo tồn khung đọc
•Lệch khung
ĐB phức tạp

8. Đại cương
8
Mất đoạn Đảo đoạn Chuyển vịThay đoạnNhân đoạn
Mất nucleotide Thêm nucleotide Thay nucleotide
Biến cố ĐB

9. Đại cương
Bệnh lão nhi (progeria)
9
•Bệnh lý di truyền theo gen lặn
•Xảy ra ĐB điểm ở gen LMNA
•Lão hóa sớm
•Gầy, trọc đầu, da nhăn
Hậu quả của những tổn thương DNA
•Tích lũy các ĐB dần theo thời gian, tạo ra những protein có
chức năng không phù hợp, gây bệnh lý
•ĐB xảy ra ở TB mầm sinh dục: di truyền cho thế hệ sau
Cơ thể sẽ làm gì khi DNA bị tổn thương ?

10. Đại cương
Hệ thống sửa chữa DNA (DNA repair system): giúp phục hồi lại
trình tự nucleotide bình thường
Có nhiều cơ chế sửa chữa DNA khác nhau tùy thuộc vào từng
loại tổn thương DNA
•Sửa chữa bazơ nitơ
•Cắt bỏ đoạn DNA bị tổn thương và dùng nhánh đối diện để tạo
nên trình tự DNA bình thường, dựa theo nguyên tắc bổ sung
Tuy nhiên, nếu cơ chế này không hoạt động →tổn thương DNA
không được sửa chữa →cơ thể sẽ tích lũy dần các ĐB gây bệnh
10

11. 11
Thuốc alkyl hóa
Tia X
Gốc tự do oxy hóaTia cực tím
Sai sót trong
quá trình nhân đôi
LK chéo giữa 2 nhánh
Gãy 2 nhánh
Bắt cặp sai
Thêm/Mất bazơ nitơ
Gãy 1 nhánhTạo LK đôi giữa
các pyramidine
Tia X, cực tím
Thuốc chống bướu
Alkyl hóa
bazơ nitơ
Cắt bỏ
bazơ
nitơ
(BER)
Sửa chữa bắt cặp
(MMR)
Sửa chữa gãy 2 nhánh
(DSBR)
Tái tổ hợp
đồng nhất
(HR)
Nối tận không
đồng nhất
(NHEJ)
Cơ
chế
sửa
chữa
Protein
Bệnh
lý
Sửa
chữa
gãy 1
nhánh
(SSBR)
Đảo
ngược
trực
tiếp
Cắt bỏ
nucleotide
(NER)
MLH1
MSH2
Ung thư
đại tràng
ERCC1
ERCC4
Khô da sắc tố
BRCA1
BRCA2
Ung thư vú,
buồng trứng
Tác
nhân
Loại
tổn
thương
PARP1MGMT
Bướu TK đệm
KU70/80
DNA-PK

12. RL cơ chế sửa chữa DNA và bệnh ung thư
HC Lynch (hay UT đại trực tràng di truyền không polyp)
12
•HC di truyền: 2-5% UT đại
trực tràng
•RL di truyền theo gen trội
•ĐB mất chức năng protein
sửa chữa bắt cặp sai (MMR:
miss-match repair)
•Các bệnh lý khác: UT nội mạc
tử cung, , dạ dày, ruột non,
tụy, tuyến tiền liệt, da…
Nhận biết
bắt cặp sai
Tháo xoắn
Cắt bỏ nucleotide
Phục hồi khuyết hỗng
bằng
DNA polymerase và ligase

13. RL cơ chế sửa chữa DNA và bệnh ung thư
Bệnh khô da sắc tố (Xeroderma
pigmentosum):
•Hiếm gặp: 1 / 250.000 trẻ (Mỹ)
•RL di truyền theo gen lặn
•ĐB mất chức năng protein sửa
chữa tổn thương DNA gây ra bởi
tia cực tím và ánh nắng mặt trời
•Cơ địa dễ bị UT da (carcinôm TB
đáy, carcinôm TB gai,
mêlanôm…) khi tiếp xúc trực
tiếp với ánh nắng mặt trời và tia
cực tím
13

14. Đại cương
❖Gen sửa chữa tổn thương DNA: ĐB mất chức năng
❖Các nhóm gen tham gia điều hòa tăng trưởng TB:
•Tiền gen sinh ung / Gen sinh ung: ĐB tăng chức năng
•Gen đè nén bướu: ĐB mất chức năng
❖Gen điều hòa chết TB theo lập trình: ĐB tăng chức
năng hoặc ĐB mất chức năng
14
ĐB ở những nhóm gen nào sẽ gây nên bệnh ung thư ?

15. TIỀN GEN SINH UNG, GEN SINH UNG
VÀ
CÁC CON ĐƯỜNG DẪN TRUYỀN TÍN HIỆU TB
15

16. Gen sinhung
20
Bản chất của protein sinh ung:
1. Yếu tố tăng trưởng: EGF, TGF,
FGF…
2. Thụ thể yếu tố tăng trưởng
3. Yếu tố dẫn truyền tín hiệu TB
4. Protein G
5. Những thành phần của chu kỳ
TB
6. Yếu tố sao chép
Tiền gen sinh ung (proto-oncogene): có trong TB bình thường của
cơ thể, chức năng tăng sinh TB
Khi tiền gen sinh ung bị ĐB sẽ tăng hoạt động →gen sinh ung

17. Gen sinhung
Cơ chế hoạt hóa gen sinh ung:
•ĐB chuyển vị gen: tiền gen sinh ung nằm vùng khởi động
•Chèn đoạn gen sinh ung từ virút
•Biểu hiện quá mức protein sinh ung do sự khuếch đại tiền gen sinh ung
hoặc gen sinh ung
•ĐB điểm: thay đổi cấu trúc và chức năng của tiền gen sinh ung →sản
xuất ra protein sinh ung, tham gia vào quá trình điều hoà và thúc đẩy sự
sinh sản TB
21
Tiền gen sinh ung
Chuyển vị gen Khuếch đại gen
ĐB điểm
Bên trong genBên trong thành phần kiểm soát
Vùng khởi động
mới
Gen sinh ung Gen sinh ung
Tăng hoạt động hoặc
protein kháng lại sự giáng hóa
Nhiều protein kích thích sự
tăng trưởng bình thường
Nhiều protein kích thích sự
tăng trưởng bình thường
Nhiều protein kích thích sự
tăng trưởng bình thường

18. ❖Protein dẫn truyền tín hiệu: nằm ở mặt trong màng TB, nhận tín
hiệu từ sự hoạt hóa thụ thể yếu tố tăng trưởng ngoài TB và dẫn
truyền về nhân TB
❖ĐB gen RAS: 15-20% bướu ở người, khác biệt tùy loại bệnh
•90% carcinôm tuyến của tụy và carcinôm đường mật
•50% UT đại tràng, nội mạc tử cung và tuyến giáp
•30% carcinôm tuyến ở phổi và bạch cầu dòng tủy
❖Dạng ĐB gen RAS thường gặp: ĐB điểm
❖Protein RAS + GDP →trạng thái bất hoạt
❖Protein RAS + GTP →trạng thái hoạt hóa: hoạt động trên con
đường dẫn truyền MAP kinase, thu hút protein RAF-1. MAP
kinase hoạt hóa yếu tố sao chép nhân, thúc đẩy sự phân bào
Gen sinh ung: protein dẫn truyền tín hiệu
22

19. ❖Ở TB bình thường: sự hoạt hóa protein RAS là thoáng qua (men
GTPase nội sinh sẽ thủy phân GTP thành GDP) →chuyển RAS từ
trạng thái hoạt động thành không hoạt động
Gen sinh ung: protein dẫn truyền tín hiệu
❖Ở TB mang gen RAS bị
ĐB: protein Ras được
hoạt hóa liên tục và do
mất khả năng thủy phân
GTP →kích thích TB
tăng sinh liên tục
23

20. Protein RET được mã hóa từ tiền gen sinh ung RET: đóng vai
trò là thụ thể cho TB thần kinh đệm, giúp thúc đẩy sự sống
còn TB trong quá trình phát triển TK
Bình thường biểu hiện ở những TB thần kinh-nội tiết:
•TB cận nang tuyến giáp (tế bào C)
•TB vùng tủy thượng thận
•Tiền thân của TB tuyến phó giáp
Gen sinh ung: thụ thể yếu tố tăng trưởng
24
Bệnh lý do sự ĐB tăng
chức năng protein RET

21. Nếu tiền gen sinh ung RET (chức năng thúc đẩy sự tăng sinh
TB) không bị ĐB theo hướng tăng chức năng (trong bệnh lý
UT) mà ngược lại, ĐB theo hướng mất chức năng sẽ gây ra
bệnh gì ?
THƯ GIÃN
25
Bệnh Hirschsprung (phình đại
tràng bẩm sinh): do ĐB mất chức
năng của protein RET nên đám rối
TK ruột không phát triển được
•Táo bón kéo dài
•Tắc ruột

22. GEN ĐÈ NÉN BƯỚU
VÀ SỰ MẤT DỊ HỢP TỬ
26

23. ❖Gen đè nén bướu (tumor suppressor gene): mã hóa những
protein có chức năng kìm hãm sự phân bào:
•Dùng sai thuật ngữ: do chức năng sinh lý của gen này là điều hòa
sự tăng trưởng TB, không phải ngăn ngừa sự thành lập bướu
❖Được phát hiện khi nghiên cứu những bệnh hiếm: bướu
nguyên bào võng mạc (1 / 20.000 trẻ em)
❖Mỗi gen trong TB đều gồm 2 bản sao có cùng 1 chức năng
→để gây mất chức năng gen đè nén bướu cần phải bất hoạt
cả 2 bản sao này
Gen đè nén bướu
27

24. Protein Rb: đóng vai trò then chốt trong điều hòa chu kỳ TB
•Trạng thái hoạt hóa: Rb gắn kết và gây bất hoạt yếu tố sao chép
E2F →kìm hãm không cho TB từ pha G1 đi vào pha S (điểm kiểm
soát G1/S)
Chức năng của gen đè nén bướu Rb
Rb
Sao chép
CyclinE
E2F Cdk2-Cyclin ETăngsinhCdk4-Cyclin D
28

25. Protein Rb: đóng vai trò then chốt trong điều hòa chu kỳ TB
•Trạng thái hoạt hóa: Rb gắn kết và gây bất hoạt yếu tố sao chép
E2F →kìm hãm không cho TB từ pha G1 đi vào pha S (điểm kiểm
soát G1/S)
•Trạng thái bất hoạt: Rb mất chức năng và làm hoạt hóa E2F.
E2F sẽ gắn với phần thúc đẩy (promoter) của gen Cyclin E →
tăng biểu hiện protein Cyclin E và sự tổng hợp phức hợp Cdk2-
cyclin E →thúc đẩy tăng sinh TB
Chức năng của gen đè nén bướu Rb
Rb
Sao chép
CyclinE
E2F Cdk2-Cyclin ETăngsinhCdk4-Cyclin D
TẮTBẬT BẬT BẬT BẬT
29

26. Giả thuyết Knudson –“ 2 cú đánh “
❖Alfred Knudson (1971): đề xuất ra giả thuyết
“2 cú đánh”, cần thiết cho sự bất hoạt cả 2
bản sao của gen đè nén bướu Rb (trên NST 13)
•Cú đánh 1: bất hoạt 1 trong 2 bản sao của gen Rb
ở trong nguyên bào võng mạc (retinoblast)
•Cú đánh 2: bất hoạt bản sao của gen Rb còn lại
của cùng TB đó
30
1
2

27. Giả thuyết Knudson –“ 2 cú đánh “
❖Để giải thích cho thể bệnh di truyền, Knudson cho rằng:
•Cú đánh đầu tiên: được di truyền →ĐBđã hiện diện từ giao
tử của cha hoặc mẹ và truyền lại trong hợp tử nên tất cả các
TB cơ thể khi em bé vừa chào đời đều có mang ĐB
•Vì vậy, chỉ cần thêm 1 cú đánh xảy ra trên bất cứ nguyên bào
võng mạc nào cũng có thể tạo nên bướu
31
1
2

28. Đặc điểm giữa BNBVM thể di truyền và thể đơn lẻ
Đặc điểm Thể di truyền Thể đơn lẻ
Tỉ lệ 1/3 trường hợp
BNBVM
2/3 trường hợp
BNBVM
Thời điểm mắc bệnhThường ở nhũ nhiThường ở trẻ nhỏ
(2-5 tuổi)
Số mắt bị tổn thươngThường ở 2 bên mắt 1 bên mắt
Các bệnh lý UT khác
đi kèm
Sarcôm xương,
sarcôm phần mềm,
mêlanôm
Không
32

29. Cơ chế gây đột biến mất chức năng
❖Các cơ chế:
•ĐB điểm: tạo ra protein mất chức năng hoặc sai lệch chức năng
•ĐB mất đoạn DNA: làm mất đoạn gen đè nén bướu và các gen
kế cận
•Xảy ra lỗi trong quá trình tách đôi (segregation) NST: dẫn đến
một số TB bị mất toàn bộ một NST
33

30. ❖Có 2 nhóm gen đè nén bướu:
•Thúc đẩy (Promoter): có vai trò điều hòa trực tiếp các gen
sinh ung
✓Rb / E2F
✓APC / Beta-catenin
•Chăm sóc bộ gen (caretaker): vai trò sửa chữa những hư
hỏng, tổn thương DNA (gen BRCA…)
Các nhóm gen đè nén bướu
34

31. Gen đè nén bướu: p53
35
❖Gen p53: được biết đến nhiều nhất, có vai trò trong hơn
50% trường hợp bệnh UT
❖Chức năng bình thường của gen p53:
•Dừng chu kỳ TB
•Tham gia sửa chữa DNA
•Thúc đẩy chết TB theo lập trình đối với những tổn thương
DNA không thể sửa chữa
→gen đa chức năng, được ví như “người canh gác bộ gen”
❖Kiểu ĐB gen p53: trở nên bất hoạt
•ĐB điểm: vô nghĩa, tạo ra protein mất chức năng
•TB bị nhiễm virus, bị chèn vào bộ gen 1 đoạn gen của virus →tạo
ra protein chuyển dạng ác tính TB: gắn kết và giáng hóa p53
•Do protein MDM2 (murine double minute): gây ra sự giáng hóa
protein p53

32. Gen đè nén bướu -Gen p53
36

33. Gen sinh ung và gen đè nén bướu
37

34. TELOMERE VÀ TELOMERASE
38

35. ❖Các đầu tận tự do của NST có thể kết hợp
với các NST kế cận để tạo nên tổ hợp NST
→gây ĐB
❖Mỗi khi TB nhân đôi: một phần nhỏ DNA
tại đầu tận của NST không được sao chép
và bị mất đi
→chuyện gì xảy ra nếu như đoạn DNA này
mang thông tin di truyền ?
Vấn đề của cấu trúc NST và sự nhân đôi TB
39

36. ❖Telomere: phần tận cùng của NST, gồm những trình tự giàu
Guanin, được lặp đi lặp lại (TTAGGG)
•TTAGGG : không mã hóa cho bất cứ loại protein nào, nên khi bị
“bào mòn” dần qua các chu kỳ nhân đôi TB cũng không làm mất
thông tin di truyền của TB
•Sự hình thành phức hệ protein –telomere ở tận cùng nhiễm sắc
thể (telomere capping): đầu tận cùng NST cuộn lại đầu mút dây
cột giày, che chắn đầu tận NST, khiến cho các NST kế cận không
thể tự kết hợp với nhau
Giải quyết vấn đề của cấu trúc NST và sự nhân đôi TB
40

37. ❖TB sau khi trải qua nhiều lần nhân đôi, khiến cho đoạn
Telomere bị “bào mòn” dần
❖TB khi Telomere bị “cắt cụt” sẽ được thúc đẩy vào con đường
chết theo lập trình: bảo vệ sự ổn định thông tin di truyền
→số lần phân bào của mỗi TB là có giới hạn (giới hạn Hayflick)
Telomere có vai trò gì trong bệnh ung thư ?
TB ung thư dù có tăng
sinh không kiểm soát
nhưng lẽ ra cũng phải
có giới hạn ?
41

38. Telomerase
❖Telomerase: bản chất là ribonucleprotein, là men sao chép
đảo ngược (reverse transcriptase), giúp tạo nên chuỗi đơn
DNA bằng cách sử dụng chuỗi RNA đơn làm mẫu
(template), giúp gắn kết trình tự lặp lại “TTAGGG” vào đầu
tận của chuỗi DNA (vùng Telomere)
→Telomerase giúp làm tăng chiều dài của đoạn Telomere
42

39. Hoạt động của Telomerase khác nhau ở các loại TB
❖TB mầm (trứng, tinh trùng) và TB
gốc: đều có telomerase hoạt động
nhưng chỉ có TB mầm là có đủ
nồng độ Telomerase để duy trì bền
vũng độ dài Telomere. Nếu không
giống loài sẽ bị tuyệt chủng
❖TB sinh dưỡng bình thường: không
có sự hoạt động của Telomerase,
Telomere ngắn dần theo số lần
phân chia TB cho đến khi ngừng
tăng trưởng, lão hóa và chết
❖TB ung thư: telomerase thường
được tái hoạt hóa và hoạt động
mạnh →số lần phân bào là vô hạn
43

40. 6 đặc tính cơ bản của TB ung thư
44

41. Ứng dụng hiểu biết Telomerase vào điều trị ung thư
❖Hoạt hóa Telomerase: có thể giúp
kéo dài đoạn Telomere của những TB
hệ miễn dịch, giúp chống chọi lại TB
ung thư
45
❖Sử dụng chất ức chế Telomerase:
ngăn ngừa sự phục hồi lại đoạn
Telomere, cho phép sự nhân đôi
TB có giới hạn và sẽ chết như
những TB khác trong cơ thể

42. CHẾT TẾ BÀO THEO LẬP TRÌNH
46

43. Vai trò của chết TB theo lập trình trong cuộc sống
47
❖Kerr (1970s): lần đầu tiên mô tả hiện tượng chết TB theo lập trình.
Apoptosis (gốc tiếng Hy Lạp): lá vàng rụng mùa thu
❖Chết TB theo lập trình: quá trình điều hòa cho phép TB tự chết để
loại bỏ các TB không mong muốn hoặc mất chức năng.
•Khoảng 50-70 triệu tỷ TB chết / ngày ở người trưởng thành
Quá trình biến hóa
nòng nọc thành ếch
Bất thường

44. Sự khác nhau giữa hoại tử và chết TB theo lập trình
48
HOẠI TỬ TB
CHẾT TB THEO LẬP TRÌNH
Bình thường
Bình thường
TB phồng lên Màng TB bị vỡ
TB co lại
Bào tương và màng TB
bị phân thành từng
mẫu nhỏ
Nhân TB bị chia nhỏ
Chất nhiễm sắc bị cô đặc
Thành lập thể
chết theo lập trình
HOẠI TỬ TB
CHẾT TB THEO LẬP TRÌNH

45. Sự khác nhau giữa hoại tử và chết TB theo lập trình
49
HOẠI TỬ
CHẾT TB THEO LẬP TRÌNH
CHẾT TB THEO LẬP TRÌNH HOẠI TỬ TB
Có vai trò của ty thể và Cytochrome CKhông có vai trò của ty thể
Không có sự thoát men tiêu thể Có sự thoát men tiêu thể
Đặc trưng bởi những biến đổi nhân TB Nhân TB bị mất đi
Thành lập “thể chết theo lập trình” Không có
DNA bị chẻ nhỏ Không có
Có sự hoạt hóa men tiêu đạm đặc hiệu Không có
Tiến trình có thể điều hòa Tiến trình không thể điều hòa
TB chết bị tiêu hủy bởi
những TB xung quanh
TB chết bị tiêu hủy bởi đại bào và
bạch cầu đa nhân trung tính

46. ❖Caspases: yếu tố chính trong cơ chế chết TB theo lập trình,
vừa là yếu tố khơi mào và là yếu tố gây chết trực tiếp
❖Có 3 con đường để kích hoạt Caspase:
•Đường nội sinh (ty thể)
•Đường ngoại sinh (thụ thể gây chết)
→cả 2 đường nay đều dẫn đến pha gây chết
•Đường lưới nội bào: ít được biết hơn
Chết TB theo lập trình
50

47. ❖Khi phối tử gây chết gắn với thụ thể gây chết
❖Những thụ thể gây chết được biết đến nhiều nhất:
•Thụ thể của yếu tố gây hoại tử bướu loại 1 (TNFR1)
•Fas
❖Những thụ thể này có miền (domain) gây chết ở nội bào sẽ
thu hút những protein tiếp hợp (adaptor protein):
•TNF receptor-associated death domain (TRADD)
•Fas-associated death domain (FADD)
•Men hủy protein cysteine: caspase 8
Chết TB theo lập trình: con đường ngoại sinh
51

48. ❖Phối tử gây chết
Thụ thể gây chết
Protein tiếp hợp
❖Phức hợp tín hiệu gây chết khởi đầu sự tập hợp và hoạt hóa
men pro-caspase 8 để trở thành caspase 8
❖Caspase 8: khởi đầu cho quá trình chết TB theo lập trình
bằng cách chia ra những caspase xuôi dòng khác và những
caspase gây chết trực tiếp
Chết TB theo lập trình: con đường ngoại sinh
52
Phức hợp tín hiệu gây chết
(Death-inducing signaling complex: DISC)

49. ❖Được khởi đầu ở bên trong TB với các kích thích nội bào:
tổn thương gen không sửa chữa được, thiếu Oxy, nồng độ
Ca
2+
cytosolic rất cao, những stress oxy hóa nghiêm trọng
❖Khởi đầu bằng tăng tính thấm của ty thể và phóng thích ra
các phân tử tiền phân bào (Cytochrome-C) vào bào tương
❖Con đường này được điều hòa chặt chẽ bởi 1 nhóm
protein trong gia đình Bcl. Có 2 nhóm prtein Bcl chính:
•Potein tiền chết TB theo lập trình: Bax, Bak, Bad, Bcl-Xs, Bid,
Bik, Bim và Hrk
•Prtein chống lại chết TB theo lập trình: Bcl-2, Bcl-XL,Bcl-W,Bfl-1
và Mcl-1
Chết TB theo lập trình: con đường nội sinh
53

50. Chết TB theo lập trình
54
CON ĐƯỜNG NỘI SINH (TY THỂ)
CON ĐƯỜNG NGOẠI SINH
(THỤ THỂ GÂY CHẾT)
Thể chết theo lập trình
Tương tác giữa phối tử -thụ thể
•Fas
•Thụ thể yếu tố hoại tử bướu
TổnthươngTB
•Tổnthương
DNA (phóngxạ,
độctố, gốctự
do)
•ThiếuOxy TB
Bào tương bị phân
thành từng mẫu nhỏ
Phối tử cho
phần thụ thể
của các TB
đến thực bào

51. Chết TB theo lập trình và cơ chế sinh ung
55
Mất điều hòa apoptosis
và ung thư
NhómI
NhómIINhómIII
Độtbiếngen p53
Tăng biểu hiện
protein ức chế apoptosis
Giảm biểu hiện
caspase
Mất cân bằng những
protein thuộc họ Bcl
Tăng biểu hiện
protein kháng apoptosis
Giảm biểu hiện
protein tiền apoptosis
Giảm biểu hiện
thụ thể gây chết
Giảm biểu hiện
tín hiệu
gây chết
Làm suy yếu
con đường
dẫn truyền tín hiệu
Biểu hiện
thụ thể “mồi”,
không có miền
gây chết
Mất điều hòa apoptosis
và ung thư

52. Gen trong cơ chế chết TB theo lập trình có thể mang
chức năng:
•Tiền gen sinh ung: Bcl-2…
•Gen đè nén bướu: PTEN, p53…
Gen trong cơ chế chết TB theo lập trình
56
p53: gen đè nén bướu thường gặp nhất trong bệnh lý
UT ở người, có hoạt động mã hóa cho protein Bax (chức
năng bình thường thúc đẩy apoptosis)
•ĐB mất chức năng protein p53 →mất biểu hiện
protein Bax →TB không đi vào apoptosis

53. Gen trong cơ chế chết TB theo lập trình
57
Bệnh BC lymphô mạn (CLL): có ĐB chuyển vị NST làm hoạt hóa gen
Bcl-2 →tăng biểu hiện protein Bcl-2 (chức năng bình thường ngăn
chặn apoptosis) →TB tuy tăng sinh bình thường nhưng không
chết →số lượng TB tích lũy chậm dần →phù hợp với diễn tiến
bệnh

54. Berenblum và Schubik (1948): sinh UT là tiến trình đa
giai đoạn phức tạp
Gồm 3 pha chính:
•Khởi đầu (initiation): xảy ra đột biến
•Thúc đẩy (promotion): quá trình tích lũy các đột biến
•Tiến triển (progression): hình thành UT giai đoạn sớm
Tiến trình sinh ung thư
58

55. Sinh ung thư: tiến trình đa giai đoạn
•Điều kiện cần: xảy ra nhiều loại ĐB gen (gen sinh ung, gen đè
nén bướu) và có sự tác động hiệp đồng của các gen này
•Điều kiện đủ: yếu tố thời gian, cần thiết để tích lũy các ĐB này
Sinh ung thư: tiến trình đa giai đoạn
Bệnh UT thường xảy ra ở
những người lớn tuổi
Sự liên quan giữa hút thuốc lá và
thời điểm xuất hiện UT
59

56. UT đại tràng: có những đặc điểm phù hợp cho việc nghiên
cứu quá trình sinh UT
•Có giai đoạn phát triển tuần tự: từ những tổn thương
tiền ung, đến UT tại chỗ, UT xâm lấn
•Có thể tiếp cận những sang thương này qua nội soi đại
tràng
✓Quan sát được hình thái đại thể của tổn thương
✓Thực hiện sinh thiết để phân tích gen
Mô hình nghiên cứu: ung thư đại tràng
60

57. Mô hình nghiên cứu: ung thư đại tràng
•Bước đầu: ĐB mất chức năng gen APC →thành lập polyp
•ĐB gen sinh ung K-ras và gen ở vùng DCC trên NST 18 : TB tăng sinh không kiểm
soát →gia tăng kích thước polyp
•ĐB mất chức năng gen đè nén bướu p53 →mất sự điều hòa tăng sinh TB bình
thường →thành lập carcinôm ác tính
•Cần một số ĐB khác để TB UT có thể phát triển xâm lấn, di căn
61

58. Những điều rút ra từ quá trình sinh ung thư đa giai đoạn
Sự phát triển thành UT đòi hỏi phải tích lũy nhiều loại ĐB
trong TB: cũng chính là rào cản cho quá trình sinh UT
Những tiến bộ về kỹ thuật SHPT có thể đánh giá chi tiết
đặc điểm biểu hiện gen của khối bướu, vì vậy:
•Có thể giúp phân biệt bướu nguyên phát và tổn thương di căn
•Có thể giúp xác định những bướu nguyên phát có nhiều khả
năng phát triển di căn xa
62

59. 63
1
3 42
Tổn thương DNA
ĐB bộ gen TB sinh dưỡng
Hoạt hóa gen sinh ung
Tăng sinh mạch máu
Thoát khỏi cơ chế miễn dịch
Những ĐB khác
Xâm lấn và di căn
Tăng trưởng dòng TB
Bất hoạt gen đè nén bướu
Tăng trưởng TB không kiểm soát được Giảm chết TB theo lập trình
Thay đổi gen điều hòa
chết TB theo lập trình
Tiến triển bướu
Bướu ác tính
Cơ chế sửa chữa DNA×
TB bình thườngTác nhân gây tổn thương DNA
Hóa chất -Phóng xạ -Virút

60. “We used to think that our fate was in our stars,
but now
we know, in large measures, our fate is in our genes”
James Watson
6-4-1928
Giải Nobel Y Học
(1962)
64

61. It’s not just genes that make cancer
Epigenetics
65

62. CƠ CHẾ NGOÀI GEN
CỦA SỰ SINH UNG THƯ
66

63. 67
Cần trình bày được:
•Cơ chế ngoài gen là gì?
•Vai trò của cơ chế ngoài gen trong cuộc sống?
•Cơ chế ngoài gen trong sự sinh ung thư?
Có ít nhất 2 dạng thông tin trong TB:
•Thông tin tại gen: cung cấp các vật liệu để tổng hợp
protein cho TB
•Thông tin ngoài gen: thông tin hướng dẫn gen nên được
biểu hiện, sử dụng ở đâu, khi nào và như thế nào ?
Cơ chế ngoài gen

64. 68
1942: C.H.Waddington đưa ra khái niệm về epigenetics
(cơ chế ngoài gen)
Epigenetics: những thay đổi của sự biểu hiện gen thông
qua các phản ứng hoá học trên chuỗi DNA, mà không
làm thay đổi trình tự của chuỗi, xảy ra trong quá trình
phát triển và tăng sinh TB
Những cơ chế ngoài gen
•Methyl hóa DNA (DNA methylation)
•Biến đổi phân tử Histone (Histone modification)
•Micro RNA
Cơ chế ngoài gen

65. 69
Gắn thêm gốc methyl (-CH3) hoặc acetyl (-COCH3) vào
các vị trí thích hợp trên chuỗi DNA sẽ làm biểu hiện gen
(bật) hoặc làm câm nín gen (tắt)
Sự thay đổi hoá học trên chuỗi
DNA là do:
•Kế thừa từ thế hệ trước
•Thu được trong quá trình
sống do sự tác động của
yếu tố môi trường
•Xảy ra ở TB mầm, phôi thai
và sinh vật trưởng thành
Cơ chế ngoài gen

66. Bình thường: protein chức năng sẽ gắn
vào vị trí 5’ của Cytosine trên vùng khởi
động (nằm ngay trước đoạn gen chức
năng), giúp gen đó được biểu hiện
Những men tham gia Methyl hóa DNA:
•DNA methyltransferase 1 (DNMT1)
•DNA methyltransferase 3A (DNMT3A)
•DNA methyltransferase 3B (DNMT3B)
Methyl hoá DNA: gốc Methyl (CH3-)
gắn vào vị trí của protein làm gen
không được biểu hiện (câm nín gen)
Cơ chế ngoài gen: Methyl hoá DNA

67. Vấn đề của NST và TB:
•DNA có chiều dài khoảng 1,8 mét.
•Để có thể chứa trong nhân TB có kích thước nhỏ, DNA cuộn
quanh các thể histone, giống như chỉ cuốn quanh cuộn chỉ, tạo
thành những đơn vị nucleosomes, chromatin…
•Chiều dài DNA sau khi cuộn quanh Histone khoảng 0,09mm (giảm
20.000 lần)
Cơ chế ngoài gen: Biến đổi phân tử Histone

68. NST được tồn tại dưới 2 dạng:
•Dạng đóng: NST đông đặc, ít hoạt động, chứa nhiều
DNA bị methyl hoá, ít biến đổi phân tử Histone →gen
ít được biểu hiện
•Dạng mở: dạng hoạt động, chứa nhiều biến đổi phân
tử Histone và ít DNA bị methyl hoá, giúp gen được
biểu hiện nhiều hơn
Cơ chế ngoài gen: Biến đổi phân tử Histone
NST chuyển từ dạng đóng sang dạng mở là do
quá trình biến đổi phân tử Histone

69. Quá trình biến đổi Histone: xảy ra tại vị trí đuôi tận N
•Acetyl hoá Lysine: cộng thêm nhóm acetyl (-COCH3) vào vị trí NH3+
của Lysine bởi men HAT (Histone Acetyltransferase) →loại bỏ điện
tích dương của NH3+ →giảm ái lực giữa Histone và DNA →NST
được tách rời ra, các gen được biểu hiện
•Ngược lại, quá trình khử Acetyl do men HDAC (Histone Deacetylase)
làm NST tồn tại ở dạng đóng, gen không được biểu hiện
Cơ chế ngoài gen: Biến đổi phân tử Histone

70. Cơ chế ngoài gen: Biến đổi phân tử Histone
Men giúp gắn chặt Men giúp tách rời
Nhóm Acetyl (RO-) HATs
(Histone acetyltransferases)
HDACs
(Histone deacetylases)
Nhóm Methyl (CH
3-) HMTs
(Histone methyltransferases)
HDMs
(Histone demethylases)

71. Vai trò của cơ chế ngoài gen trong cuộc sống
Cơ chế ngoài gen là cần thiết cho cuộc sống:
•Biểu hiện gen
•Lưu lại di truyền
•Biệt hoá TB
•Bất hoạt NST X ở người nữ
•Lão hoá
Cơ chế ngoài gen liên quan đến sự sinh ung thư:
•Làm mất biểu hiện gen đè nén bướu thông qua cơ chế
Methyl hoá DNA
•Tham gia điều biến đoạn Telomere làm cho TB không
chết theo lập trình

72. Cơ chế ngoài gen: microRNAs
Luận thuyết trung tâm trong sinh học phân tử

73. Cơ chế ngoài gen: microRNAs
Định nghĩa microRNAs:
•Một nhóm các RNA nội
sinh (mạch đơn, mã hoá
trên genomic DNA)
•Chiều dài khoảng 21-25
nucleotides
•Có vai trò điều hoà bằng
cách nhắm vào mRNA gây
thoái biến mRNA (mRNA
degradation) hay ức chế sự
dịch mã của gen (gene
translation repression)

74. Cơ chế ngoài gen: microRNAs
miRNAs
đóng vai trò
sinh ung
miRNAs
đóng vai trò
đè nén bướu
miRNAs
thúc đẩy
di căn xa
“Oncomirs”: thúc đẩy sự phát
triển của bướu bằng cách ức
chế gen đè nén bướu và/hoặc
gen kiểm soát sự biệt hoá TB
hoặc chết TB theo lập trình
Đích nhắm là gen sinh ung
trong sự biệt hoá TB, xâm lấn,
chết TB theo lập trình,
di căn xa
Gia đình let 7, miR
34b, miR145,
miR205, miR200
miR10-b, miR-17,
miR-21, miR-155
miR-7, 50-52,
miR-17/20,53,54
miR-22,55-57
miR-30,58,59
Tác động trên yếu tố chuyển
dạng biểu mô-trung mô (EMT),
thúc đẩy di căn xa
Onco-MiR: oncogenic miRNA (miRNA đóng vai trò sinh ung)
TS miRNA: tumor suppressor miRNA (miRNA đóng vai trò đè nén bướu)

75. Cơ chế ngoài gen: microRNAs

76. Ứng dụng của microRNAs trong chẩn đoán ung thư
Dấu ấn sinh học trong chẩn đoán bệnh:
•Theo dõi những đối tượng nguy cơ cao không triệu chứng
•Chẩn đoán ung thư giai đoạn sớm
•Phân biệt bệnh lành tính và ác tính
Dấu ấn sinh học trong tiên lượng bệnh:
•Tiên lượng SC bệnh không tiến triển và SC toàn bộ
•Theo dõi tái phát
Dấu ấn sinh học trong tiên đoán bệnh:
•Tiên đoán khả năng mức độ đáp ứng của bệnh với các
phương pháp điều trị
•Giúp chọn lựa các phương pháp điều trị thích hợp

77. Ứng dụng của microRNAs trong chẩn đoán ung thư

78. Ứng dụng của microRNAs trong điều trị ung thư
miRNA trong ung thư
Điều trị
Giảm hoạt động của
miRNA đóng vai trò đè
nén bướu (TS miRNAs)
Tăng hoạt động của
miRNA đóng vai trò
sinh ung (Oncomir)
TăngbiểuhiệncủaTS miRNA:
•ThaythếmiRNA
•GiảdạngmiRNA
ỨcchếOnco-miRNA:
•ĐiềutrịkhángmiRNA
Ứng dụng điều trị:
•Còn ở giai đoạn khởi đầu
•Đưa miRNA vào cơ thể bằng cách nào ?
•Tiểm ẩn nhiều rủi ro: cần hiểu rõ “gen đích”, nếu không có
thể gây ảnh hưởng ngoài tầm kiểm soát

79. Kết luận
Sinh ung thư: quá trình phức tạp với sự tham gia của
cơ chế gen và ngoài gen
Rối loạn cơ chế gen và ngoài gen: chủ yếu do sự tác
động của môi trường bên ngoài và một số ít do di
truyền
Những hiểu biết về cơ chế của sự sinh ung thư và
tiến bộ về SHPT có thể giúp cải thiện khả năng chẩn
đoán sớm, điều trị cũng như tiên lượng bệnh ung thư

80. 88
CHÂN THÀNH CẢM ƠN

81. 89

82. 90

83. 91

84. 92

85. Vai trò của microRNAs trong ung thư

86. Vai trò của microRNAs trong ung thư