信号转导通路 PPT课件
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炎症相关的信号转导通路PPT精品课程课件讲义
一、介导炎症启动和炎细胞激活的模 式识别受体及其信号转导通路
Signalings mediated by pattern recognition
receptors activate inflammatory cells and
initiate inflammation
致炎因子总体上可分为两大类：
Toll-like receptors (TLRs， 膜受体）
清道夫受体(Scavenger Receptors, 膜受体）
C型凝集素（lectin ） receptors (CLRs，膜受体） RIG-I like receptors (RLRs，为胞质的RNA解旋酶） NOD-like receptors (NLRs; cytoplasmic sensors)
激活信号转导，促进转录，启动炎症反应 Figure 2.Initiation of Inflammation Usually Requires Signals from Both Microbes and Injured Tissue
（一）模式识别受体的分类 (Classes of pattern recognition receptors)
钙信号通路
激活磷脂酶A2(PLA2)，产生花生四烯酸 及其衍生 物脂质炎症介质：
前列腺素（ Prostaglandins, PGs）
白三烯（Leukotrienes， LTs） 血栓素（TXA2)
血小板激活因子（PAF）等。
LPS PMN
LPS TLR4 MyD88
Hale Waihona Puke IRAKTRAF6
PI3K
TAK-TAB-TAB2
for advanced glycation end products, RAGE)等
信号转导教学课件ppt
G蛋白偶联受体信号转导的通路
01
GPCR与配体结合后，引起G蛋白的活化，释放出GDP并替换为GTP，进而引起 下游效应分子的激活。
02
G蛋白可激活多种效应分子，如AC、PLC等，进而产生第二信使分子，如cAMP 和DAG，进一步调节细胞的生物学效应。
03
GPCR信号转导通路还包括抑制性通路和非抑制性通路，抑制性通路通过降低细 胞内cAMP水平来抑制细胞活动，而非抑制性通路则通过激活PLC并产生DAG和 IP3来促进细胞活动。
分类
根据结构和功能，细胞因子可分为白细胞介素(IL)、干扰素 (IFN)、肿瘤坏死因子(TNF)、集落刺激因子(CSF)等。
细胞因子受体的结构与功能
结构
细胞因子受体是一类跨膜蛋白，由胞内区和胞外区组成，胞内区具有酪氨酸 激酶活性。
功能
细胞因子受体通过与相应配体结合，传递信号至细胞内，触发一系列生物学 反应，如增殖、分化、凋亡等。
磷酸化
激活的受体通过磷酸化修饰，进一 步激活下游信号分子。
酶联型受体信号转导的通路
MAPK通路
酶联型受体激活后，通过MAPK通路传递信号，引发细胞反应。
JAK-STAT通路
酶联型受体激活后，通过JAK-STAT通路传递信号，调节细胞增殖和分化。
04
细胞因子信号转导
细胞因子的定义与分类
定义
细胞因子是由免疫细胞和非免疫细胞产生的一类小分子可溶 性蛋白，具有调节免疫应答和炎症反应等多种生物学功能。
信号转导与药物研发
了解信号转导的机制有助于开发新的药物，针对异常的信号转导过程进行干预和 治疗。
06
信号转导研究方法
基因敲除与敲入技术
基因敲除技术
利用同源重组或转座子等技术，将特定基因从染色质中剔除 ，以研究基因功能。
生物化学教学课件：信号转导通路
信号转导要素：信号或配体, 受体, 信号放大
(产生第二信使), 应答和反馈调节
22
PARTⅠ
1 Basic characteristics of signal transduction 2 Four general types of signal transducers
PARTⅡ
1 Regulatory mechanisms 2 Some diseases caused by defects in the
由于衰老和疾病，多种细胞或器官需要修复；
来源？ 伦理 (胚胎干细胞)?
干细胞分化： 根据组织局部 微环境的差异
而分化成 相应的细胞
Whether the specialisation of cells is reversible
in human?
2011年，Science 评出 本世纪前十年十大科学成就：
“发现成熟细胞可以重新编程而获得多能性”
iPS, induced pluripotent stem cell
诱导多能干细胞
中枢神经
上皮
软骨
脂肪
引入关键基因 体细胞重新编程
肌肉 畸胎瘤实验
iMice
iPS-derived mice
iPS在疾病治疗中的应用
优势 • 诱导简单，容易操作 • 可从自体细胞中获得，免
Time to flee!
脑：神经信号警告 眼：瞳孔
身体各部位，释放 放大，视
心脏：心率加速
激素激活肾上腺 野变窄来自肺：气管扩张，呼吸频率加快
肌肉：血量增加，
肌肉收缩
髓质 皮质醇
皮质
肾上腺素
去甲肾上腺素
肝脏：糖原分解，
糖被释放到血液
Akt信号转导通路课件
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
04
Akt信号转导通路与疾病关系
肿瘤发生发展中作用
细胞增殖与凋亡失衡
侵袭与转移
Akt信号通路通过调节下游靶蛋白， 如mTOR、Bad等，影响细胞增殖与 凋亡平衡，从而促进肿瘤发生。
Akt信号通路通过调节细胞外基质降 解酶的表达，增强肿瘤细胞的侵袭和 转移能力。
Akt的募集与激活
PIP3作为第二信使，与细胞内含有PH结构域的信号蛋白Akt结合，将其募集到细胞膜上。在膜上，Akt通过磷酸 化激活，成为具有活性的p-Akt。
PTEN对PI3K/Akt信号通路负调控
PTEN的结构与功能
PTEN（磷酸酶和张力蛋白同源物）是一种具有磷酸酶活性的抑癌基因，能够催化PIP3去磷酸化生成 PIP2，从而拮抗PI3K的作用。
通过抑制炎症反应和氧化应激反应相关蛋 白的表达，减轻炎症和氧化应激对细胞的 损伤。
02
Akt信号转导通路激活机制
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
PI3K/Akt信号通路激活
PI3K激活
PI3K（磷脂酰肌醇3-激酶）通过接收来自上游信号分子的激活，如受体酪氨酸激酶（RTKs）和G蛋白偶联受体（ GPCRs），催化膜内表面的磷脂酰肌醇（PIP2）磷酸化生成PIP3。
Akt信号转导通路课件
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
汇报人：
2023-12-23
• Akt信号转导通路概述 • Akt信号转导通路激活机制 • Akt信号转导通路与细胞功能调控 • Akt信号转导通路与疾病关系
目录
专题二 常见的细胞信号转导通路ppt课件
• JAK是一类细胞膜内的非受体型可溶性酪氨酸激酶，分 子量120-130KD，只有催化结构域而没有SH2。
• JAK既能磷酸化与其相结合的细胞因子受体，又能磷酸 化多个含特定SH2结构域的信号分子。
• JAK蛋白家族共包括4个成 员：JAK1、JAK2、JAK3以 及Tyk2，它们在结构上有7 个JAK同源结构域（JH）。 JH1结构域为激酶区、JH2 结构域是“假”激酶区、 JH6和JH7是受体结合区域
JAK-STAT信号通路
• 最后，激酶JAK催化结合在受体上的STAT蛋白发 生磷酸化修饰，活化的STAT蛋白以二聚体的形式 进入细胞核内与靶基因结合，调控基因的转录。
• 一种JAK激酶可以参与多种细胞因子的信号转导过 程，一种细胞因子的信号通路也可以激活多个JAK 激酶，但细胞因子对激活的STAT分子却具有一定 的选择性。例如IL-4激活STAT6，而IL-12却特异性 激活STAT4。
JAK-STAT信号通路
• 细胞因子与相应的受体 结合后引起受体分子的 二聚化，这使得与受体 偶联的JAK激酶相互接 近并通过交互的酪氨酸 磷酸化作用而活化。
• JAK激活后催化受体上的酪氨酸残基发生磷酸化修饰， 继而这些磷酸化的酪氨酸位点与周围的氨基酸序列形 成“停泊位点”（docking site），同时含有SH2结构域 的STAT蛋白被招募到这个“停泊位点”。
专题二 常见的细胞信号通路
JAK-STAT TNFR-NF-KB Keap1-Nrf2
一、JAK-STAT信号通路
• JAK-STAT信号通路主要介导细胞因子（ IFNα/β，IFNγ, IL-10, IL-6等）和生长因子（ EPO, GH, EGF, PDGF）刺 激的信号转导通路，参与细胞的增殖、分化、凋亡以及 免疫调节等多种生物学过程。
• JAK既能磷酸化与其相结合的细胞因子受体，又能磷酸 化多个含特定SH2结构域的信号分子。
• JAK蛋白家族共包括4个成 员：JAK1、JAK2、JAK3以 及Tyk2，它们在结构上有7 个JAK同源结构域（JH）。 JH1结构域为激酶区、JH2 结构域是“假”激酶区、 JH6和JH7是受体结合区域
JAK-STAT信号通路
• 最后，激酶JAK催化结合在受体上的STAT蛋白发 生磷酸化修饰，活化的STAT蛋白以二聚体的形式 进入细胞核内与靶基因结合，调控基因的转录。
• 一种JAK激酶可以参与多种细胞因子的信号转导过 程，一种细胞因子的信号通路也可以激活多个JAK 激酶，但细胞因子对激活的STAT分子却具有一定 的选择性。例如IL-4激活STAT6，而IL-12却特异性 激活STAT4。
JAK-STAT信号通路
• 细胞因子与相应的受体 结合后引起受体分子的 二聚化，这使得与受体 偶联的JAK激酶相互接 近并通过交互的酪氨酸 磷酸化作用而活化。
• JAK激活后催化受体上的酪氨酸残基发生磷酸化修饰， 继而这些磷酸化的酪氨酸位点与周围的氨基酸序列形 成“停泊位点”（docking site），同时含有SH2结构域 的STAT蛋白被招募到这个“停泊位点”。
专题二 常见的细胞信号通路
JAK-STAT TNFR-NF-KB Keap1-Nrf2
一、JAK-STAT信号通路
• JAK-STAT信号通路主要介导细胞因子（ IFNα/β，IFNγ, IL-10, IL-6等）和生长因子（ EPO, GH, EGF, PDGF）刺 激的信号转导通路，参与细胞的增殖、分化、凋亡以及 免疫调节等多种生物学过程。
信号转导教学课件ppt
信号转导与疾病
许多疾病的发生与信号转导异常有关，如肿瘤、自身免疫 性疾病、神经退行性疾病等。
针对信号转导途径的治疗策略已成为许多药物研发的重要 方向，包括抑制剂、激动剂、拮抗剂等。
02
信号转导基本元件
细胞膜受体
定义
01
细胞膜受体是指能够接受外界信号分子，并将其转化为细胞内
信号分子的跨膜蛋白。
种类
肿瘤细胞信号转导与血管生成和侵袭
1 2
肿瘤细胞血管生成与信号转导
详细阐述肿瘤细胞通过哪些信号转导通路促进 血管生成以及血管生成的信号转导机制。
肿瘤细胞侵袭与信号转导
介绍与肿瘤细胞侵袭相关的信号转导通路，如 基质金属蛋白酶（MMPs）及其抑制剂等。
3
肿瘤细胞的转移与信号转导
阐述肿瘤细胞转移过程中涉及的信号转导通路 及机制，包括转移前后的变化及转移过程中的 关键分子作用。
PLC通路的生物学功 能
PLC通路主要参与调节细胞增殖、分 化、凋亡等生物学过程，并在多种疾 病中发挥重要作用。
要点三
PLC通路与其他信号 通路的交叉互动
PLC通路与其他信号通路如MAPK、 PI3K等存在交叉互动，共同调节细胞 生理功能。
04
信号转导与免疫
固有免疫
01
固有免疫应答
是生物体在长期进化过程中形成的、对多种病原体具有防御作用的天
02
细胞膜受体可分为离子通道型受体、G蛋白偶联型受体和酶偶
联型受体等。
功能
03
细胞膜受体在感知外部环境刺激、调节细胞反应和通讯方面起
着重要作用。
G蛋白
定义
G蛋白是指与细胞膜受体结合并被激活的一类蛋 白，其在信号转导中起着关键作用。
生物化学教学课件：信号转导通路
Signal-Transduction Pathways
信号转导通路
1
2012年，诺贝尔 化学奖
Brian K. Kobilka
Robert J. Lefkowitz
“for studies of G-protein-coupled receptors” 表彰他们对G蛋白耦联受体的研究
人高度紧张时“肾上腺素开始大量分泌”
thrombin
凝血酶
25
often short-lived & low concentration
26
Produce a rapid and major cellular response
to a transient signal
Desensitization/Adaptation
Receptor activation triggers a feedback circuit that shuts off the receptor or removes it from the cell surface
信号转导要素：信号或配体, 受体, 信号放大
(产生第二信使), 应答和反馈调节
22
PARTⅠ
1 Basic characteristics of signal transduction 2 Four general types of signal transducers
PARTⅡ
1 Regulatory mechanisms 2 Some diseases caused by defects in the
5. 细胞重编程：将充分发育的细胞进行“重编程”，使其成 为多能干细胞-具有成为其身体中任何类型细胞的能力。
干细胞分化： 根据组织局部 微环境的差异
信号转导通路
1
2012年，诺贝尔 化学奖
Brian K. Kobilka
Robert J. Lefkowitz
“for studies of G-protein-coupled receptors” 表彰他们对G蛋白耦联受体的研究
人高度紧张时“肾上腺素开始大量分泌”
thrombin
凝血酶
25
often short-lived & low concentration
26
Produce a rapid and major cellular response
to a transient signal
Desensitization/Adaptation
Receptor activation triggers a feedback circuit that shuts off the receptor or removes it from the cell surface
信号转导要素：信号或配体, 受体, 信号放大
(产生第二信使), 应答和反馈调节
22
PARTⅠ
1 Basic characteristics of signal transduction 2 Four general types of signal transducers
PARTⅡ
1 Regulatory mechanisms 2 Some diseases caused by defects in the
5. 细胞重编程：将充分发育的细胞进行“重编程”，使其成 为多能干细胞-具有成为其身体中任何类型细胞的能力。
干细胞分化： 根据组织局部 微环境的差异
信号转导通路PPT课件
细胞内信号传递特点
信号的逐级放大
细胞内信号传递过程中，信号分子通过级联反应 逐级放大，使微弱的细胞外信号能够引起强烈的 细胞生理反应。
信号的可调性
细胞内信号传递过程受到多种因素的调节，包括 受体表达水平、信号分子的合成与降解、信号转 导蛋白的活性与定位等，这些调节机制使细胞能 够对外界刺激作出精确而灵活的应答。
免疫细胞信号转导通路的抑制失活
02 如免疫抑制性受体信号转导通路的失活，导致免疫细
胞过度激活和炎症反应。
免疫细胞与靶细胞之间的信号转导异常
03
免疫细胞与靶细胞之间的信号转导异常，导致免疫相
关疾病的发生和发展。
其他常见疾病中信号转导问题
心血管疾病中信号转导异常
如血管内皮细胞信号转导通路的异常，导致动脉粥样硬化和高血 压等疾病的发生。
信号的特异性
细胞内信号传递具有高度的特异性，不同的信号 分子只能激活特定的信号转导途径，引起特定的 细胞生理反应。
信号的整合性
细胞内存在多种信号转导途径，这些途径之间通 过交叉对话和相互调控，实现对细胞生理功能的 整体协调和控制。
02
典型信号转导通路介绍
G蛋白偶联受体介导通路
G蛋白偶联受体（GPCR）是一大类膜蛋白受体的统称 ，介导细胞对多种信号分子的响应。
GPCR与G蛋白结合后，通过激活或抑制下游效应器酶， 将信号传递至细胞内。
常见的GPCR介导的信号转导通路包括cAMP信号通路、 磷脂酰肌醇信号通路等。
酶联受体介导通路
01
酶联受体是一种具有内在酶 活性的受体，其介导的信号 转导通常与受体的酶活性相
关。
02
酶联受体通过催化特定的底 物生成第二信使，从而将信
导通路中的关键基因。
几种重要的信号转导通路ppt课件
Figure 15.17 General mechanism of the activation of effector proteins associated with G protein– coupled receptors.
Figure 15.6 GTPase switch proteins cycle between active and inactive forms.
Figure 15.7 Switching mechanism of G proteins.
Figure 15.15 General structure of G protein–coupled receptors.
6.20 The Wnt signal transduction pathways (Part 1)
6.20 The Wnt signal transduction pathways (Part 2)
6.20 The Wnt signal transduction pathways (Part 3)
Christiane Nuesslein- Volhard
Eric Wieschaus
Wg:Green Hh: Red
Segment Polarity mutants wingless (wg) hedgehog (hh)
Figure 16.30 Wnt signaling pathway.
6.12 The widely used RTK signal transduction pathway
6.13 Activation of the Mitf transcription factor through the binding of stem cell factor by the Kit RTK protein (Part 2)
炎症相关的信号转导通路PPT精品课程课件讲义
基于患者的基因型、表型及疾病特点，制定针对性的抗炎治疗方案。
利用新兴技术推动抗炎药物研发
如人工智能、基因编辑、高通量筛选等技术在抗炎药物研发中的应用前景。
THANKS
感谢观看
生理意义
炎症是机体的一种自我保护机制，有助于清除有害物质和修复受损组织。
调控机制
机体通过神经、体液和免疫等多种机制对炎症进行调控，以维持内环境稳定。
02
信号转导通路基本概念
Chapter
信号分子与受体介绍
信号分子
包括激素、神经递质、生长因子等， 具有传递信息、调节细胞功能的作用。
受体
位于细胞膜或细胞内，能特异性识别 并结合信号分子，引发细胞响应。
NF-κB家族成员及结构特点
NF-κB家族成员
包括RelA（p65）、RelB、c-Rel、p50/p105（NF-κB1）和p52/p100（NF-κB2）等
结构特点
含有Rel同源结构域（RHD），负责DNA结合和二聚化；不同成员之间通过RHD相互结合形成同源或异源 二聚体
NF-κB激活途径和调控机制
信号终止
通过受体脱敏、内吞、降解等方式，使信号传递得到终止，避免过度反应。
功能异常与疾病关系
01
信号转导异常与多种疾病密切相关，如癌症、心血管疾病、神经退行性疾病等。
02
深入研究信号转导通路，有助于揭示疾病发生发展机制，为药物研发和治疗提供 新靶点。
03
NF-κB信号转导通路在炎症中 作用
Chapter
信号转导途径类型
1 2
G蛋白偶联受体信号转导途径 通过G蛋白介导，传递细胞外信号至细胞内，调 节多种生理过程。
酶联受体信号转导途径 受体本身具有酶活性，通过催化作用将信号传递 至细胞内。
利用新兴技术推动抗炎药物研发
如人工智能、基因编辑、高通量筛选等技术在抗炎药物研发中的应用前景。
THANKS
感谢观看
生理意义
炎症是机体的一种自我保护机制，有助于清除有害物质和修复受损组织。
调控机制
机体通过神经、体液和免疫等多种机制对炎症进行调控，以维持内环境稳定。
02
信号转导通路基本概念
Chapter
信号分子与受体介绍
信号分子
包括激素、神经递质、生长因子等， 具有传递信息、调节细胞功能的作用。
受体
位于细胞膜或细胞内，能特异性识别 并结合信号分子，引发细胞响应。
NF-κB家族成员及结构特点
NF-κB家族成员
包括RelA（p65）、RelB、c-Rel、p50/p105（NF-κB1）和p52/p100（NF-κB2）等
结构特点
含有Rel同源结构域（RHD），负责DNA结合和二聚化；不同成员之间通过RHD相互结合形成同源或异源 二聚体
NF-κB激活途径和调控机制
信号终止
通过受体脱敏、内吞、降解等方式，使信号传递得到终止，避免过度反应。
功能异常与疾病关系
01
信号转导异常与多种疾病密切相关，如癌症、心血管疾病、神经退行性疾病等。
02
深入研究信号转导通路，有助于揭示疾病发生发展机制，为药物研发和治疗提供 新靶点。
03
NF-κB信号转导通路在炎症中 作用
Chapter
信号转导途径类型
1 2
G蛋白偶联受体信号转导途径 通过G蛋白介导，传递细胞外信号至细胞内，调 节多种生理过程。
酶联受体信号转导途径 受体本身具有酶活性，通过催化作用将信号传递 至细胞内。
几种重要的信号转导通路PPT课件
Molecular Cell Biology, 7th Edition Lodish et al.
Copyright © 2013 by W. H. Freeman and Company
6.14 A STAT pathway: the casein gene activation pathway activated by prolactin
Figure 15.20 Activation of the muscarinic acetylcholine receptor and its effector K+ channel in heart muscle.
Figure 15.32 Activation of CREB transcription factor following ligand binding to Gs protein–coupled receptors.
Molecular Cell Biology, 7th Edition Lodish et al.
Copyright © 2013 by W. H. Freeman and Company
Figure 16.7 The HER family of receptors and their ligands.
6.20 The Wnt signal transduction pathways (Part 3)
Figure 16.31 Processing of Hedgehog (Hh) precursor protein.
Molecular Cell Biology, 7th Edition Lodish et al.
UAS
Gene X
Transcriptional Activation of Gene X