xgene：腫瘤相關基因 KRAS，，BRAF，，通路PI3K-AKT
KRAS基因
一個是KRAS1，位於chr6 短臂上，是一個“假基因”，它不能被轉錄成RNA，故沒有功能的
另一個是KRAS2，位於chr12 短臂上。。是“真基因”，是能夠轉錄、並且翻譯成蛋白的，是有生物學活性的。188個aa，它的分子量是21.6KD。
KRAS在細胞生長的信號調控中，起著一個樞鈕的作用。
上遊的EGFR（ErbB1）、HER2(ErbB2)、ErbB3、ErbB4等細胞表面受體，在接收到了外界信號之後，會通過RAS蛋白，把信號傳遞到下遊。
而KRAS是RAS蛋白中的重要一員，KRAS基因的突變，會直接影響到針對EGFR基因的抗腫瘤藥物的療效。同時KRAS基因是否有突變，也是腫瘤預後的一個重要指標。
RAS基因家族當中，還有NRAS(neuroblastoma-RAS)和HRAS(Harvey-RAS)。KRAS、NRAS和HRAS，都參與細胞內的信號傳遞。
如下：正常信號通路，，，，和被激活的下遊信號蛋白，包括：Raf蛋白家族、PI3K蛋白、PLC-ε、RALGDS、TIAM1、RIN1，這些下遊蛋白。
根據統計發現，
- 在胰腺癌當中，61%有KRAS突變；
- 在結腸癌當中，43%有KRAS突變；
- 在子宮內膜癌當中，21%有KRAS突變；
- 在肺腺癌當中，26%有KRAS突變。
也就是說，在上述4種癌癥中，有高比例的KRAS基因突變。
在KRAS的基因突變中，97%是第12號或者第13號氨基酸殘
有KRAS激活突變的腫瘤病人，預後一般也不太好，生存期往往會明顯短於那些沒有KRAS激活突變的病人。
所以是否有激活突變，對預判EGFR抑制劑類的藥物（的治療）是否會奏效，很重要。故對KRAS基因的激活突變的檢測，已經是腫瘤靶向藥物的重要伴隨診斷之一。
BRAF關於黑色素瘤的靶向基因
BRAF位於chr7 長臂上。它編碼一個766個aa的蛋白質。它的蛋白質是一個絲氨基、酪氨酸激酶。
BRAF屬於RAF基因家族。同屬於RAF基因家族的，還有ARAF（基因）和CRAF（基因）。
BRAF剛剛翻譯出來是一個蛋白質單體。兩個單體蛋白會聚合成一個二聚體
可以是2個BRAF蛋白的單體，組成一個二聚體，
也可以是一個BRAF蛋白單體與一個CRAF蛋白單體、或者ARAF蛋白單體組成一個二聚體。
BRAF蛋白，是細胞生長信號，從表皮細胞生長因子--EGFR--開始，傳遞到細胞外調節蛋白激酶--ERK--為止的，一個中間環節。
正常情況下，細胞生長因子，例如：
- 表皮細胞生長因子—EGF，結合到表皮細胞生長因子受體--EGFR--上；
- EGFR被活化，然後激活下遊的RAS蛋白；
- RAS蛋白再激活RAF蛋白；
- RAF蛋白激活MEK蛋白；
- MEK蛋白再激活ERK蛋白；
- ERK蛋白進入到細胞核內部，再激活下遊的各種蛋白，啟動下遊的各種基因的轉錄；讓細胞進行增殖、分裂。
從RAF到ERK這一段信號通路，有一個專有名詞，叫MAPK通路。“mitogen activated proteinkinase”，就是“絲裂原活化蛋白激酶通路”。這個信號通路與細胞分裂、增殖有緊密的關系。
- 在人的後天長出來的痣當中，70～80%有BRAF基因突變；
- 在惡性的黑色素瘤當中，40～60%有BRAF基因突變。
在正常情況下，BRAF蛋白只有被RAS激酶磷酸化之後才有了激酶活性。 但當BRAF基因發生活化突變之後，它就不管上遊信號通路是否給它激活指令，突變的BRAF蛋白一直都處於激活狀態。
所有的BRAF致癌基因突變中，最重要的是：BRAF的第600個氨基酸殘基，從纈氨酸殘基（V）變成谷氨酸殘基（E），即V600E突變。這可以讓BRAF蛋白一直處於活化的、有激酶活性的狀態。
BRAF的V600E突變，占了所有腫瘤BRAF突變病例當中的95%以上。
目前的研究表明，黑色素瘤對威羅菲尼、或者達拉菲尼產生耐藥性的原因有：
-
第1，NRAS的突變活化
-
第2，CRAF的過量表達
-
第3，BRAF V600E蛋白的過量表達
-
第4，MAPK信號通路當中，處於BRAF下遊的MEK或ERK基因發生活化突變或者發生過量表達
-
第5，MAPK之外的別的通路被活化，例如：PI3K通路發生活化突變
PI3K-AKT通路
這個信路通路，對於腫瘤的發生非常重要。
PI3K/AKT信號通路所受到的多種因素的調控。
首先說，正向的調節因素。
PI3K可以被受體酪氨酸激酶RTK激活。RTK是一個大的受體激酶家族。這個家族包括了：EGFR、PDGF-R、IGF-1R、NGFR、FGFR、VEGFR。這些受體酪氨酸激酶都可以磷酸化PI3K。
活化的RAS蛋白也可磷酸化PI3K。而RAS蛋白本身是被受體酪氨酸激酶所激活的，所以（RAS）也可以認為是受體酪氨酸激酶對PI3K激活的另一條支路。
負向的調節因素：主要是PTEN蛋白。
PI3K/AKT對下遊的調控：：：AKT的調控方向，是刺激細胞增殖，同時抑制細胞雕亡。
第1，就是調控mTOR通路。AKT抑制TSC2，從而間接地活化RHEB；活化的RHEB進一步活化mTORC1（mTOR）復合物；再激活S6K；S6K可以通過結合到核糖體的大亞基上，激活核糖體，促進各種蛋白的翻譯，讓細胞快速生長。
第2，是與BAX蛋白結合。BAX能夠在線粒體上打洞，進而引起細胞的雕亡。但是當AKT與BAX相結合之後，BAX就失去了在線粒體上打洞的能力。這樣AKT就抑制了細胞的雕亡。
第3，是加速FOXO蛋白的降解。FOXO蛋白能夠啟動細胞的雕亡，而AKT可以把FOXO蛋白磷酸化。被磷酸化後的FOXO蛋白，就會被泛素連接酶連接上泛素基團。帶了泛素基團的FOXO蛋白，就會被納入泛素化蛋白降解途徑，被降解掉。這樣AKT就可以通過加速FOXO蛋白的降解，來減少細胞進入雕亡程序。
第4，AKT可以抑制P21蛋白。P21蛋白的作用是讓細胞靜止，不進行細胞增殖。那麽AKT可以通過抑制P21蛋白，把細胞從靜止狀態給釋放出來，進行細胞擴增。
第5，P27蛋白可以讓細胞停止在G1期。那麽，AKT可以抑制P27蛋白的功能，讓細胞進入細胞周期，進行增殖。
第6，GSK3可以促進細胞的雕亡，而AKT可以抑制GSK3。這樣，AKT就減少了細胞的雕亡。
PIK3CA的突變，分成兩種。
- 一種是該基因的拷貝數異常增加；
- 另一種，是發生能夠讓PI3K蛋白不依賴上遊信號，就可以持續保持激活狀態的點突變。
主要的激活點突變有三種：E542K、E545K、和H1047R。這3種激活點突變，占了所有PIK3CA突變當中的80%以上。
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