细胞通讯系统：五大分子信号通路.ppt

1、细胞作为生理功能单位具有完整结构，执行分裂、代谢和凋亡等基本功能，如何控制这些过程有条不紊的进行？信号通路在其中行使主要的协调功能，依赖信号分子在细胞间和细胞内,进行细胞通讯，最终使细胞与外界环境进行互动。以下是细胞通讯研究的五大信号通路。信号通路（signalpathway）的提出最早可以追溯到1972年，不过那时,被称为信号转换（signaltransmission）。1980年，M.Rodbell在一篇综述中提到信号转导（signaltransduction），此后这个,概念就被广泛使用了。外界信号从细胞外到细胞内传递了一个信息，细胞要根据这种信息作出反应，通常利用受体、通道蛋白和信号分

2、子进行放大和整合。一是当信号分子是,胆固醇等脂质时，它们可以轻易穿过细胞膜，在细胞质内与目的受体相结合；一是当信号分子是多肽时，它们只能与细胞膜上的蛋白质等受体结合，这些受体大都是跨膜蛋白，通,过构象变化，将信号从膜外结构域传到膜内结构域，然后再与下一级别受体作用，通过磷酸化等修饰化激活下一级别通路。Notch信号通路Notch基因最早发现,于果蝇，部分功能缺失导致翅缘缺刻。在胚胎发育中，当上皮组织的前体细胞中分化出神经元细胞后，其细胞表面Notch配体Delta与相邻细胞膜上的Notch结合，启动,信号通路，防止其它细胞发生同样的分化。当配体和相邻细胞的Notch结合后，Notch被蛋白酶体

3、切割，释放出具有核定位信号的胞质区ICN，进入细胞核与CLS结合，,调节基因表达。Wnt信号通路Wnt是一类分泌型糖蛋白，通过自分泌或旁分泌发挥作用。在小鼠中，肿瘤病毒整合在Wnt之后而导致乳腺癌。卷曲蛋白（Frz）作为,Wnt受体，其胞外N端具有富含半胱氨酸的结构域，Frz作用于胞质内的蓬乱蛋白（Dsh），Dsh能切断-catenin的降解途径，从而使-catenin在细胞,质中积累，并进入细胞核，与T细胞因子（TCF/LEF）相互作用，调节靶基因的表达。Hedgehog信号通路Hedgehog是一种共价结合胆固醇的分泌性蛋,白，在动物发育中起重要作用。果蝇的该基因突变导致幼虫体表出现许多刺

4、突，形似刺猬，故名Hedgehog。两个跨膜蛋白Patched（Ptc）和Smoothened,（Smo）介导Hedgehog信号向胞内传递。Ptc是12次跨膜蛋白，能与Hedgehog结合；Smo为7次跨膜蛋白，与G蛋白偶联型受体同源。在无Hedgeho,g的情况下，Ptc抑制Smo。当Hedgehog与Ptc结合时，则解除了Ptc对Smo的抑制作用，引发下游事件。NF-B信号通路NF-B是属于Rel,家族的转录因子，参与调节与机体免疫、炎症反应、细胞分化有关的基因转录。哺乳动物细胞中有五种NF-B/Rel都具有Rel同源区，能形成同或异二聚体，启动不同的基,因转录。静息状态下，NF-B二聚

5、体与抑制蛋白IB结合成三聚体而被隐蔽于细胞质，胞外刺激可激活IB的泛素化降解途径，而使NFB二聚体进入胞核，调节基因转,录。Notch信号调节乳腺干细胞科学家发现了老鼠乳腺干细胞（MaSC）及其祖细胞群落，而这些发现大大促进了对于干细胞世系分化基因控制的研究。来自澳大利亚,的Bouras等科学家发表文章称，他们发现了Notch信号途径在调控乳房干细胞功能和乳房上皮层级当中所发挥的作用。Notch是一种跨膜的受体，它们广泛存在于,各种动物细胞中。Notch信号途径对于多种组织和细胞命运非常重要，包括表皮、神经、血液和肌肉等。在本期的封面文章中，研究人员发现，敲除MaSC富集细胞群当中的规,范No

6、tch效应子Cbf-1，将导致干细胞活性的增强，并产生异常的结构。以上发现表明，内生的Notch信号对于限制MaSC扩展起到了一定作用。详细WNT,信号转导通路可增强肺癌转移扩散能力研究人员利用生物信息学方法筛查大量肺癌样本发现，Wnt信号转导通路是6个经筛查的信号转导路径中唯一一个在肺癌细胞和已扩散肺,癌细胞中保持高活性的通路。他们还指出，Wnt信号转导通路与恶性癌症的发生有密切关系“基因突变激活Wnt信号通路一般会导致结肠癌的发生，肺癌通常是由其他基因变,异引起，所以我们对于Wnt细胞信号转导通路与肺癌有莫大关系也非常惊讶。”论文通讯作者琼马萨格博士表示。详细我国科学家在Hedgehog信

7、号通路传递研究方,向取得新进展CellResearch在线发表了中科院上海生命科学研究院生化与细胞所赵允和张雷研究组在研究Hedgehog信号通路传递方面的新进展。通过研究揭,示，Hh浓度梯度信号所引发的Smo磷酸化水平的升高，能够通过Smo与Cos2之间的动态相互作用将Cos2/Fu复合物招募到质膜上，从而诱导Fu二聚化。二聚化的F,u通过自我磷酸化激活并进而磷酸化其底物Cos2与Sufu而将Hh信号传递至下游。这一过程将促使全长的转录因子Ci155由Cos2及Sufu动态解离出来并进入细胞,核内启动目的基因的表达。这项研究表明，细胞能够通过动态调节Fu二聚化及其激酶活性而感应不同水平的Hh

8、信号。另外也提示了Hh信号通路成员如何通过磷酸化影响他们的活,性与Ci的细胞核定位，从而启动不同的下游基因表达。详细NF-B通路灭活机制新进展NF-B信号通路的快速激活对机体应对微生物入侵是十分必要的，但其,持续激活又能产生组织损伤、器官衰竭甚至死亡，近年更发现与癌症发生和发展密切相关。因此，阐明NF-B信号通路的调节机制是当前免疫和肿瘤生物学领域亟待解决的重要科,学问题。目前已知，IKK蛋白激酶复合体是调控NF-B信号通路的核心环节，对于各种感染原和细胞因子（TNF或IL-1）等激活IKK的机制已被广泛研究并清楚阐明，,然而，机体对IKK的负性调节过程至今仍不清楚，影响我们对一些重要疾病发生机制的认识。详细cAMP/PKA信号对神经病靶酯酶的调节作用中国科学院动物研,究所伍一军研究组的科研人员证实，虽然cAMP不能改变外源性NTE在细胞中的活性和蛋白表达水平；但增加cAMP可以增加细胞中内源性NTE酶活性，同时，NTE蛋白表,达水平及mRNA水平也相应增加；相反，如果降低cAMP水平，可导致细胞内源性NTE酶活性以