细胞信号转导与疾病 一、 基本要求 1． 掌握细胞信号转导的概念 2． 熟悉细胞信号转导不同环节的异常与疾病的关系 3． 了解细胞信号转导异常性疾病防治的病理生理基础 二、 知识点纲要 （一） 细胞信号转导的概念 指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激，经细胞内信号转导系统转换，从而 影响细胞生物学功能的过程。水溶性信息分子及前列腺素类（脂溶性）必须首先与胞膜受体 结合，启动细胞内信号转导的级联反应，将细胞外的信号跨膜转导至胞内；脂溶性信息分子 可进入胞内，与胞浆或核内受体结合，通过改变靶基因的转录活性，诱发细胞特定的应答反 应。 （二） 细胞信号转导的主要途径 1．G 蛋白介导的信号转导途径 G 蛋白可与鸟嘌呤核苷酸可逆性结合。由、和 γ 亚 基组成的异三聚体在膜受体与效应器之间起中介作用。小 G 蛋白只具有 G 蛋白亚基的功 能，参与细胞内信号转导。信息分子与受体结合后，激活不同 G 蛋白，有以下几种途经：（1） 腺苷酸环化酶途径 通过激活 G 蛋白不同亚型，增加或抑制腺苷酸环化酶（AC）活性，调 节细胞内 cAMP 浓度。cAMP 可激活蛋白激酶 A（PKA），引起多种靶蛋白磷酸化，调节细 胞功能。（2）磷脂酶途径 激活细胞膜上磷脂酶 C(PLC)，催化质膜磷脂酰肌醇二磷酸（PIP2） 水解，生成三磷酸肌醇（IP3）和甘油二酯（DG）。IP3 促进肌浆网或内质网储存的 Ca2+释放。 Ca2+可作为第二信使启动多种细胞反应。Ca2+与钙调蛋白结合，激活 Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋 白激酶或磷酸酯酶，产生多种生物学效应。DG 与 Ca2+能协调活化蛋白激酶 C（PKC）。 2．受体酪氨酸蛋白激酶(RTPK)信号转导途径 受体酪氨酸蛋白激酶超家族的共同特征是 受体本身具有酪氨酸蛋白激酶（TPK）的活性，配体主要为生长因子。RTPK 途径与细胞增 殖肥大和肿瘤的发生关系密切。配体与受体胞外区结合后，受体发生二聚化后自身具备(TPK) 活性并催化胞内区酪氨酸残基自身磷酸化。RTPK 的下游信号转导通过多种丝氨酸/苏氨酸蛋 白激酶的级联激活：（1）激活丝裂原活化蛋白激酶（MAPK），（2）激活蛋白激酶 C（PKC）， （3） 激活磷脂酰肌醇 3 激酶（PI3K），从而引发相应的生物学效应。 3．非受体酪氨酸蛋白激酶途径 此途径的共同特征是受体本身不具有 TPK 活性，配体 主要是激素和细胞因子。其调节机制差别很大。如配体与受体结合使受体二聚化后，可通过 G 蛋白介导激活 PLC-β 或与胞浆内磷酸化的 TPK 结合激活 PLC-γ，进而引发细胞信号转导 级联反应。 4．受体鸟苷酸环化酶信号转导途径 一氧化氮（NO）和一氧化碳（CO）可激活鸟苷酸 环化酶（GC），增加 cGMP 生成，cGMP 激活蛋白激酶 G（PKG），磷酸化靶蛋白发挥生物 学作用。 5．核受体信号转导途径 细胞内受体分布于胞浆或核内，本质上都是配体调控的转录因 子，均在核内启动信号转导并影响基因转录，统称核受体。核受体按其结构和功能分为类固 醇激素受体家族和甲状腺素受体家族。类固醇激素受体（雌激素受体除外）位于胞浆，与热 休克蛋白（HSP）结合存在，处于非活化状态。配体与受体的结合使 HSP 与受体解离，暴 露 DNA 结合区。激活的受体二聚化并移入核内，与 DNA 上的激素反应元件（HRE）相结 合或其他转录因子相互作用，增强或抑制基因的转录。甲状腺素类受体位于核内，不与 HSP 结合，配体与受体结合后，激活受体并以 HRE 调节基因转录。 （三） 细胞信号转导异常与疾病 1．信息分子异常 指细胞信息分子过量或不足。如胰岛素生成减少，体内产生抗胰岛素细胞信号转导与疾病 一、 基本要求 1． 掌握细胞信号转导的概念 2． 熟悉细胞信号转导不同环节的异常与疾病的关系 3． 了解细胞信号转导异常性疾病防治的病理生理基础 二、 知识点纲要 （一） 细胞信号转导的概念 指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激，经细胞内信号转导系统转换，从而 影响细胞生物学功能的过程。水溶性信息分子及前列腺素类（脂溶性）必须首先与胞膜受体 结合，启动细胞内信号转导的级联反应，将细胞外的信号跨膜转导至胞内；脂溶性信息分子 可进入胞内，与胞浆或核内受体结合，通过改变靶基因的转录活性，诱发细胞特定的应答反 应。 （二） 细胞信号转导的主要途径 1．G 蛋白介导的信号转导途径 G 蛋白可与鸟嘌呤核苷酸可逆性结合。由、和 γ 亚 基组成的异三聚体在膜受体与效应器之间起中介作用。小 G 蛋白只具有 G 蛋白亚基的功 能，参与细胞内信号转导。信息分子与受体结合后，激活不同 G 蛋白，有以下几种途经：（1） 腺苷酸环化酶途径 通过激活 G 蛋白不同亚型，增加或抑制腺苷酸环化酶（AC）活性，调 节细胞内 cAMP 浓度。cAMP 可激活蛋白激酶 A（PKA），引起多种靶蛋白磷酸化，调节细 胞功能。（2）磷脂酶途径 激活细胞膜上磷脂酶 C(PLC)，催化质膜磷脂酰肌醇二磷酸（PIP2） 水解，生成三磷酸肌醇（IP3）和甘油二酯（DG）。IP3 促进肌浆网或内质网储存的 Ca2+释放。 Ca2+可作为第二信使启动多种细胞反应。Ca2+与钙调蛋白结合，激活 Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋 白激酶或磷酸酯酶，产生多种生物学效应。DG 与 Ca2+能协调活化蛋白激酶 C（PKC）。 2．受体酪氨酸蛋白激酶(RTPK)信号转导途径 受体酪氨酸蛋白激酶超家族的共同特征是 受体本身具有酪氨酸蛋白激酶（TPK）的活性，配体主要为生长因子。RTPK 途径与细胞增 殖肥大和肿瘤的发生关系密切。配体与受体胞外区结合后，受体发生二聚化后自身具备(TPK) 活性并催化胞内区酪氨酸残基自身磷酸化。RTPK 的下游信号转导通过多种丝氨酸/苏氨酸蛋 白激酶的级联激活：（1）激活丝裂原活化蛋白激酶（MAPK），（2）激活蛋白激酶 C（PKC）， （3） 激活磷脂酰肌醇 3 激酶（PI3K），从而引发相应的生物学效应。 3．非受体酪氨酸蛋白激酶途径 此途径的共同特征是受体本身不具有 TPK 活性，配体 主要是激素和细胞因子。其调节机制差别很大。如配体与受体结合使受体二聚化后，可通过 G 蛋白介导激活 PLC-β 或与胞浆内磷酸化的 TPK 结合激活 PLC-γ，进而引发细胞信号转导 级联反应。 4．受体鸟苷酸环化酶信号转导途径 一氧化氮（NO）和一氧化碳（CO）可激活鸟苷酸 环化酶（GC），增加 cGMP 生成，cGMP 激活蛋白激酶 G（PKG），磷酸化靶蛋白发挥生物 学作用。 5．核受体信号转导途径 细胞内受体分布于胞浆或核内，本质上都是配体调控的转录因 子，均在核内启动信号转导并影响基因转录，统称核受体。核受体按其结构和功能分为类固 醇激素受体家族和甲状腺素受体家族。类固醇激素受体（雌激素受体除外）位于胞浆，与热 休克蛋白（HSP）结合存在，处于非活化状态。配体与受体的结合使 HSP 与受体解离，暴 露 DNA 结合区。激活的受体二聚化并移入核内，与 DNA 上的激素反应元件（HRE）相结 合或其他转录因子相互作用，增强或抑制基因的转录。甲状腺素类受体位于核内，不与 HSP 结合，配体与受体结合后，激活受体并以 HRE 调节基因转录。 （三） 细胞信号转导异常与疾病 1．信息分子异常 指细胞信息分子过量或不足。如胰岛素生成减少，体内产生抗胰岛素