发育生物学——胚胎发育的信号传导途径.ppt

1、发育中的信号转导，细胞通讯：一个细胞发出的信息通过介质传递给另一个细胞，并使其产生相应的反应。细胞通讯，细胞间通讯在胚胎发育中起着关键作用。细胞分化的命运也受周围细胞的影响。信号转导是细胞间通讯的主要形式。细胞通讯：信号分子由信号细胞产生，对靶细胞产生一定的影响。靶细胞通常通过特定的受体识别细胞外信号分子，并将细胞外信号转化为细胞内信号，引起细胞反应。这一过程被称为信号转导，在胚胎发生过程中，信号转导途径少得惊人：EGF骨形态发生蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶受体酪氨酸激酶如FGF，表皮生长因子，IGF，胰岛素Wnts Sonic Hedgehog Notch核激素受体，只有少数信号通路模式化胚胎，但

2、人体内有数百种分化细胞类型。在不同发育历史的细胞中，相同的信号可以触发不同类型的细胞分化反应。图9，信号转导，信号分子：化学分子与受体结合传递信息。化学精华：蛋白质、肽、氨基酸、核苷酸、脂类、胆固醇衍生物等。信号传导的基本过程、信号传导的基本过程、受体和接收信号的受体：它是一种能识别和选择性结合某一配体的大分子物质，主要是糖蛋白。特异性(结合特异性和效应特异性)、饱和度、高亲和力、信号转导的基本过程、受体的分类、细胞内受体、类固醇激素受体、信号转导的基本过程、信号转导的第二信使和细胞外化学信号不能进入细胞，它作用于细胞表面的受体，导致细胞内第二信使的产生，从而刺激一系列生化反应，最终产生一定的

3、生理效应。第二信使的退化停止了它的信号作用。五种最重要的细胞内第二信使：cAMP cGMP Ca2二酰甘油(DAG)三磷酸肌醇(IP3)，信号转导，脊椎动物胚胎发育中常见的细胞间信号，脊椎动物胚胎发育中常见的细胞间信号，脊椎动物胚胎发育中常见的细胞间信号，TGF(转化生长因子):一种分泌信号分子，有30多个成员，可分为TGF，骨形态发生蛋白(BMP)，激活素(Activin)和其他亚类。它在早期发育中起关键作用：-TGF1，2，3和5参与基质形成和细胞分裂调节；骨形态发生蛋白因子在脊椎动物和果蝇胚胎背腹轴型的形成中起重要作用；-结节(骨形态发生蛋白因子亚类)在脊椎动物胚胎中胚层模式的形成和左右

4、轴的建立中起关键作用。TGF-b信号通路，TGF超家族，TGF超家族，TGF-b信号通路，受体具有丝氨酸/苏氨酸活性，TBR-在与型受体的GS区的配体结合后将磷酸化型受体的GS区。TGF-b信号通路、TGF-b信号通路、TGF-b信号通路、受体中的突变活性阻断中胚层诱导、受体中的突变活性阻断中胚层诱导、wnt信号通路、Wnt基因家族编码一类分泌信号分子。果蝇：无翅早期胚胎发育的重要功能：脊椎动物胚轴的建立和分化；-果蝇分割，Wnt/-连环蛋白途径，典型途径；-catenin:转录效应子，果蝇：犰狳，Wnt受体Frizzled (Fz)，第7跨膜蛋白，其N端胞外区富含Cys，Cys是与Wnt配体

5、结合的区域。Wnt/-连环蛋白信号的激活还需要辅助受体LRP5/6(果蝇中的同源蛋白为Arrow)，Wnt/-连环蛋白途径，当Wnt信号未被激活时：-连环蛋白与GSK3、APC和Axin形成蛋白复合物，-连环蛋白被GSK磷酸化，并被泛素-蛋白酶体途径迅速降解。，泛素降解，Wnt/-连环蛋白途径，Wnt与Fz/LRP6结合，诱导Axin与LRP6膜和解聚的原蛋白复合物结合。同时，Fz可以通过Dishvelled(Dsh)抑制GSK3的活性，并且-连环蛋白不被降解，进入细胞核激活靶基因(如xnr3等)的转录。)以及T细胞因子(TCF)家族的转录因子。Wnt信号通路，泛素降解，Wnt/-连环蛋白通路

6、，Wnt/-连环蛋白通路，在成体细胞中，如果APC或-连环蛋白的基因发生突变，使它们不能结合在一起，则-连环蛋白组成性地被允许进入细胞核，从而激活某些细胞分裂基因并引发肿瘤。Wnt信号通路，平面细胞极性通路：细胞骨架的调节。细胞内钙离子的释放是由G蛋白引起的。刺猬(Hh)家族是一种分泌信号分子。其在胚胎发育中的重要作用是：-脊椎动物的音速刺猬(Shh)参与神经系统和肢体发育的背腹轴模式的形成；印度刺猬(Ihh)参与骨骼发育。果蝇体发生等。Hedgehog信号通路，通过原位杂交显示的声波Hedgehog基因在小鸡中的表达，Hedgehog信号通路，Hh受体补缀(PTC，第12跨膜蛋白)可抑制另一

7、种第7跨膜蛋白Smo的活性。如果没有Hh配体，Smo就没有活性，Ci蛋白与Cos2、融合蛋白(Fu)和融合蛋白抑制蛋白(Fu)形成复合物，并与微管结合。Ci被蛋白激酶进一步磷酸化，并被蛋白酶以Slimb依赖的方式分解。分解产物是一种转录抑制剂，抑制Hh靶基因的转录。Hedgehog信号通路，Hh与Ptc结合时，Smo的抑制作用被释放，Smo的激活可促进Cos2/Fu/Su(Fu)复合物的磷酸化，并与微管解离，同时抑制PKA/Slimb活性，从而抑制Ci切割。完整的Ci核结合转录激活辅因子CBP激活相应的Hh靶基因的表达。hedgehog信号通路，hedgehog信号通路，Notch是一种大的单

8、一跨膜受体蛋白(2500个氨基酸)，其配体系统称为DSL配体。陷波信号只能作用于相邻小区之间。胚胎发育的重要功能：神经细胞的分化；-脊椎动物体节的发育、缺口信号通路、缺口信号通路以及通过膜中蛋白水解机制的缺口信号。配体与受体结合后，缺口断裂两次，形成一个自由的缺口胞内结构域(NICD)。NICD进入细胞核后，与CSL家族转录因子结合，激活notch靶基因的表达。Notch/Delta信号通路以及大多数生长因子(如表皮生长因子、FGF、神经生长因子、IGF、血管内皮生长因子、Ephrin等)的细胞表面受体。)属于受体酪氨酸激酶(RTK)家族，它是一种细胞内含有酪氨酸结构域的单一跨膜蛋白，具有酪氨

9、酸激酶活性。早期胚胎发育的重要功能：神经系统图式形成，肢体发育；脊椎动物节段的形成等。RTK信号通路，RTK主要激活MAPK(丝裂原活化蛋白激酶)信号通路：一系列激酶介导的级联磷酸化反应。它主要由激酶： ERK、JNK和p38三种亚型组成。MAPK信号转导是一种严格调控的级联反应：特异性MAPK被特异性MAPK激活，而特异性MAPK在某些细胞刺激或应激后被特异性MAPK激活。该途径的激活将导致不同的生物学后果。在许多类型的癌症中都发现了对这种途径的放松管制。MAPK信号级联、FGF表达和信号、酪氨酸激酶受体家族，在细胞内部分具有酪氨酸结构域和酪氨酸激酶活性，在细胞外部分具有富含半胱氨酸的区域。

10、包含SH2结构域并能识别和结合磷酸化酪氨酸残基的RTK信号通路、配体结合后的RTK信号通路、受体自身磷酸化、接头蛋白和GNRP激活RAS结合GTP，而GAP抑制RAS活性。系列磷酸化，ERK成核和磷酸化许多转录因子，从而调节它们的转录活性。RTK信号通路，一些RTK(如FGF受体)能激活蛋白激酶C通路，而一些生长因子(如干扰素)和一些RTK能激活STAT通路。它在血细胞和骨骼的生长和分化中起着重要作用。JAK-STAT信号通路，在配体结合后，受体二聚化使两个JAK分子结合到彼此靠近的膜受体上并磷酸化，进一步磷酸化STAT，成核并调节转录活性。视黄酸是一种小分子脂溶性信号分子，能自由穿过细胞膜和

11、核膜，其受体主要在细胞核内。胚胎发育中的重要功能：脊椎动物神经系统前后轴的图式形成和肢体再生。视黄酸受体是一种脱氧核糖核酸结合蛋白，作为配体激活的转录因子。许多疏水性激素受体以这种方式工作。核受体的工作方式与细胞表面受体非常不同。(ra)，ra，图22，(ra)，ra，图22，当没有配体时，RA将结合一类转录抑制剂并抑制靶基因的转录。当受体与配体结合时，其构象发生改变，并与一种转录激活蛋白结合，激活靶基因的表达。RECEIVE、Hox复合物在第1副配体前的DNA中有一个视黄酸受体反应元件(RECEIVE)。这个脱氧核糖核酸增强子元件控制着复合体中许多基因的表达。在视黄酸致畸作用中，Hox基因表达边界移动到更靠前的区域。图2