信号转导-2008

1、免疫细胞信号转导免疫细胞信号转导(Signal Transduction(Signal Transductionof Immune cells)of Immune cells)一、概述一、概述n Ligand Ligand Receptor Receptor Signal Signal transduction transduction DNA DNA Transcription Transcription Cell activation, Cell activation, proliferation, differentiation, proliferation, differentiati

2、on, growth arestgrowth arest, or cell death, or cell death 细胞信号转导的细胞信号转导的主要主要EventsEvents：n蛋白磷酸化和去磷酸化蛋白磷酸化和去磷酸化；n蛋白的二聚体化蛋白的二聚体化；n蛋白酶的水解蛋白酶的水解； n蛋白分子转位；蛋白分子转位； n蛋白与蛋白与DNADNA的特异结合的特异结合；nGTPseGTPse 作用作用nCaCa2+2+内流等。内流等。n细胞信号转导最最关键的细胞信号转导最最关键的EventsEvents是蛋白是蛋白质间的相互作用质间的相互作用; ;n每个细胞内有每个细胞内有2626亿个蛋白质分子，细

3、胞亿个蛋白质分子，细胞内的蛋白质浓度达到内的蛋白质浓度达到400mg/ml400mg/ml信号转导分子的二聚体化信号转导分子的二聚体化信号转导的细胞特异性信号转导的细胞特异性信号转导的细胞特异性信号转导的细胞特异性DomainDomain：功能区功能区如：蛋白激酶功能区、死亡功能区等如：蛋白激酶功能区、死亡功能区等蛋白质功能区检索工具蛋白质功能区检索工具:CDART(Conserved:CDART(Conserved Domain Domain Architecture Retrieval Tool)Architecture Retrieval Tool)http:/www.ncbi.nlm.

4、/Structure/lexington/lexington.cgi?cmd=rps二、二、蛋白质的蛋白质的信号转导的信号转导的元件元件nMotifMotif：模体或基序：模体或基序： 如如RasRas CAAX Motif CAAX Motif蛋白质模体检索工具蛋白质模体检索工具: : Motif Scan Motif Scan http:/myhits.isb-sib.ch/cgi-bin/motif_scan 线性线性蛋白质模体检索工具蛋白质模体检索工具:the Eukaryotic :the Eukaryotic linear Motif: linear Motif: h

5、ttp://1.SH21.SH2，3 (Src homology domain 23 (Src homology domain 2，3)3) nSrcSrc同源的功能区同源的功能区nSH2SH2可与磷酸化的可与磷酸化的Tyr Tyr 特异结合，介导二聚体特异结合，介导二聚体化，参与酪氨酸激酶信号转导途径。化，参与酪氨酸激酶信号转导途径。nSH3SH3与富含与富含ProPro序列结合，序列结合，起到细胞定位及与起到细胞定位及与SH2SH2相互作用的效应相互作用的效应n含含SH2SH2的信号转导分子包括的信号转导分子包括SrcSrc，StatStat， Lck Lck，ZAP-

6、70ZAP-70，SykSyk，FynFyn，LynLyn，BtkBtk等。等。n含含SH3SH3的信号转导分子包括的信号转导分子包括SrcSrc，LckLck， Syk Syk，FynFyn，LynLyn，BtkBtk等。等。2 2。Protein KinaseProtein Kinase DomainDomain 催化蛋白质磷酸化功能区，包括酪氨酸蛋催化蛋白质磷酸化功能区，包括酪氨酸蛋白激酶、丝氨酸白激酶、丝氨酸/ /苏氨酸蛋白激酶。苏氨酸蛋白激酶。 例如例如JAKJAK、Raf-1Raf-1、ERK1/2ERK1/2、JNKJNK等等ProteinOH + ATPProteinOPOOO

7、+ ADPPiH2O Protein Kinase Protein Phosphatase 3 3。PhosphatasePhosphatase 功能区功能区 催化蛋白质去磷酸化的功能区。包括催化蛋白质去磷酸化的功能区。包括PT（protein tyrosine phosphatases）、）、PP（serine/threonine phosphatases ）及双特异性）及双特异性PTP（DUSP）。）。 例如例如PTEN、CD45等等4 4。DBD (DNA binding domain)DBD (DNA binding domain) 转录因子中含有的转录因子中含有的DNA结合区域，结合

8、区域，如如NF- B家族含有家族含有“RXXRXRXXC” Motif，结合结合“GGGPuNNPyCC”双双链链DNA序列序列5 5。Death DomainDeath Domain（DDDD）由由7070个氨基酸组成的胞内功能区，个氨基酸组成的胞内功能区，参与细胞凋亡参与细胞凋亡（ApoptosisApoptosis）含含DDDD的凋亡的凋亡受体受体：TNFR1TNFR1（CD120aCD120a）FASFAS（CD95CD95）DR3DR3（Apo3Apo3）DR4DR4（TRAIL-R2，CD261CD261）DR5DR5（TRAIL-R1，CD262CD262）n含有含有DDDD的凋

9、亡的凋亡AdaptorAdaptor：FADD（Fas-associated protein with death domain）TRADD (TNFR1-associated death domain-contain protein)RIP (receptor interacting protein) RIADD (RIP-associated ICH/CED-3 homologous protein with a death domain) 三、三、重要信号转导分子家族重要信号转导分子家族1 1。JAK(Janus protein tyrosine JAK(Janus protein ty

10、rosine kinase, or Just another kinase)kinase, or Just another kinase) 胞浆内参与细胞因子信号转导的酪氨胞浆内参与细胞因子信号转导的酪氨酸激酶。从酸激酶。从C C端到端到N N端含端含JH1-JH7 JH1-JH7 共共7 7个保个保守功能区，守功能区，JH1 JH1 含酪氨酸蛋白激酶活性含酪氨酸蛋白激酶活性区。区。 包括：包括：JAK1JAK1，JAK2JAK2，Tyk2Tyk2，JAK3JAK3JAK3JAK3结构图结构图2 2。STAT(Signal transducers and STAT(Signal transdu

11、cers and activators of transcription)activators of transcription) 参与细胞因子信号转导的转录因子。参与细胞因子信号转导的转录因子。C C端端含有含有SH2SH2功能区，中间含功能区，中间含DNADNA结合区，结合区，C C端端含保守的酪氨酸残基，其磷酸化对含保守的酪氨酸残基，其磷酸化对STATSTAT功能至关重要。功能至关重要。3 3。RTK (Receptor tyrosine kinase)RTK (Receptor tyrosine kinase) 包括包括PDGFPDGF受体、受体、EGFEGF受体、受体、FGFFGF受

12、体、受体、M-M-CSFCSF受体、受体、SCFSCF受体受体等等 nEGFR2EGFR2（HER2HER2）抗体抗体HerceptinHerceptin已批准上市治疗已批准上市治疗乳腺癌乳腺癌nEGFR1EGFR1人源化抗体：人源化抗体：h-R3 h-R3 在古巴批准上市治疗在古巴批准上市治疗肿瘤，目前与中国合作生产；美国肿瘤，目前与中国合作生产；美国ImCloneImClone的的ErbituxErbitux 2004 2004年批准上市，治疗肠癌。年批准上市，治疗肠癌。nPDGFPDGF受体的酪氨酸激酶抑制剂受体的酪氨酸激酶抑制剂SU101SU101治疗肿瘤治疗肿瘤的研究正在进行的研究正

13、在进行IIIIII期临床实验期临床实验nGenentechGenentech公司抗公司抗VEGFVEGF抗体（抗体（AvastinAvastin）治疗）治疗462462例转移性乳腺癌的例转移性乳腺癌的IIIIII期临床失败，而肠癌期临床失败，而肠癌临床实验成功，临床实验成功，20042004年批准上市年批准上市4 4。RasRas Ras Ras家族包括：家族包括：H-RasH-Ras，N-RasN-Ras，K-RasK-Ras，均为均为21 Kd21 Kd的的p21p21rasras 蛋白，约蛋白，约85%85%的同源性，的同源性，其组织分布不同，功能类似。其组织分布不同，功能类似。30%3

14、0%人类肿人类肿瘤出现瘤出现RasRas突变。突变。 p21p21rasras 为含有穿膜区的胞浆内蛋白，具为含有穿膜区的胞浆内蛋白，具有有GTP/GDPGTP/GDP结合区，并有结合区，并有GTPseGTPse活性活性。 RAS结构结构Ras的信号转导途径的信号转导途径nK-RasK-Ras 肿瘤疫苗的肿瘤疫苗的研究正在进行研究正在进行IIII期临期临床实验。床实验。nRasRas 5-17 5-17多肽的多肽的治疗肿瘤研究正在进行治疗肿瘤研究正在进行I I期临床实验。期临床实验。nH-rasH-ras反义寡核苷酸反义寡核苷酸治疗肿瘤研究正在进治疗肿瘤研究正在进行行IIII期临床实验。期临床

15、实验。nRasRas突变预测抗突变预测抗EGFR1EGFR1抗体治疗效果抗体治疗效果例:个体化治疗提高大肠癌的治疗有效率Langreth, R. (2008), Imclones Gene Test Battle, F, 16May kras Testing Do Not TreatTreat with Erbitux Treat with Erbitux TreatmentSuccess RasRas突变检测可以减少大肠癌治疗费用突变检测可以减少大肠癌治疗费用n北大医学部心血管所陈光慧教授克隆的HSG(Hyperplasia Suppressor Gene)，其编码蛋白结合Ras，抑制平滑肌

16、细胞增殖。nChen KH,et al：Dysregulation of HSG triggers vascular proliferative disorders. Nat Cell Biol. 2004, 6(9):872-83n本中心利用腺病毒介导HSG基因治疗小鼠移植肿瘤(Lina Wu et al:Adenovirus-expressed hHSG induces apoptosis in cancer cells. Mol Cancer Ther. 2008, 7:222-32) 5 5。Raf-1 Raf-1 Ser/Thr Ser/Thr蛋白激酶，由蛋白激酶，由648648个氨

17、基酸组个氨基酸组成，含成，含CR1CR1，CR2CR2，CR3CR3功能区，功能区，CR1CR1结合结合RasRas，CR3CR3含蛋白激酶活性区。含蛋白激酶活性区。RasRas使使Raf-Raf-1 1结合细胞膜，暴露激酶活性区。结合细胞膜，暴露激酶活性区。 RAF抑制剂的临床应用nNexavar(索拉非尼):小分子激酶抑制剂,抑制包括Raf1的多种激酶,治疗肾癌和肝癌,已经上市(德国Bayer公司)nRaf265:小分子Raf1抑制剂,治疗恶性黑色素瘤和大肠癌,进入I期临床(Norvatis制药公司)nPLX-4032:RafV600E突变体抑制剂,治疗恶性黑色素瘤和大肠癌,进入I期临床(

18、Plexxikon 公司)6 6。MAPKMAPKn MAPK MAPK（mitogenmitogen-activated protein -activated protein kinasekinase）包括）包括MAPKKKMAPKKK，MAPKKMAPKK，MAPKMAPK。n 含含 Thr-Gly-TyrThr-Gly-Tyr 双位点磷酸化活化双位点磷酸化活化；信号转导通道包括信号转导通道包括：ERKERK（extracellularextracellular regulated protein regulated protein kinasekinase）: Growth factor

19、 : Growth factor RasRasRaf-Raf-1 1MEKMEKERKERKActivationActivationJNK (c-Jun N-terminal kinase)JNK (c-Jun N-terminal kinase)：理化刺激：理化刺激，炎症刺激炎症刺激MEKK1/4MEKK1/4 JNKKJNKK JNKJNKcJuncJun apoptosisapoptosis，炎症，炎症p38p38： 理化刺激理化刺激，炎症刺激，炎症刺激MLK MLK MKK3/6 MKK3/6 p38-MAPK p38-MAPK apoptosisapoptosis，炎症，炎症nPD1

20、84352:MEK1抑制剂,治疗肿瘤,已经完成II期临床(美国Pfizer公司)nPD0325901: MEK1抑制剂,治疗黑素瘤、结肠癌、乳腺癌和肺癌,进入I/II期临床(美国Pfizer制药公司)nAZD6244: MEK1抑制剂,治疗恶性黑色素,瘤,进入II期临床(AstraZeneca制药公司)MEKMEK抑制剂的临床应用抑制剂的临床应用 7 7。NFNF B B 参与免疫应答调控的转录因子，异源双参与免疫应答调控的转录因子，异源双聚体分子，主要由聚体分子，主要由p50p50和和p65p65组成。正常组成。正常情况下与情况下与I I B B 形成复合物，经形成复合物，经IKKIKK活化

21、后，活化后， I I B B 降解，降解， NFNF B B活化，转运至细胞核发活化，转运至细胞核发挥转录因子作用挥转录因子作用NFNF B B与肿瘤的关联与肿瘤的关联IB-GFP 表达质粒转染检测NFB的活化四、四、信号转导途径信号转导途径举例举例1。TCR2 2。细胞因子。细胞因子3。CD95（FAS）五、五、信号转导研究方法信号转导研究方法1 1。特异性信号转导抑制剂特异性信号转导抑制剂利用信号转导通路中的抑制剂分析细利用信号转导通路中的抑制剂分析细胞表型。胞表型。例如例如：PD98059PD98059（MAPKK-specific MAPKK-specific inhibitorinhibitor）；）；GenisteinGenistein （TyrosinTyrosin kinase inhibitor kinase inhibitor ）；）；DEVD-fmkDEVD-fmk （Caspase-3 Caspase-3 inhibitorinhibitor）2 2。 蛋白质的磷酸化分析蛋白质的磷