细胞信号转导异常与疾病111017
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-受体
胰高血糖素R
A、 2 、 M受体
内皮素受体 A、 1受体
Gs
Gi
腺+
苷 酸 环 化 酶 途 径
靶蛋白 磷酸化
腺苷酸环化酶
+
cAMP
PKA 入C核
+
CREB 靶基因 CRE 转录
PLC
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TNF受体家族、离 子通道型受体家族、与PTK连接的受体家族等。
④ 受体鸟苷酸环化酶信号转导途径
NO、CO→GC → cGMP → PKG，磷酸化靶蛋白发挥作用。
⑤ 核受体信号转导途径
受体分布于胞浆或核内，本质上都是配体调控的转录因子。
一、细胞信号转导系统概述
当今生命科学研究中的一个中心问题是关 于细胞代谢、生长、发育、适应、防御和凋亡 等的调节机制，以及调控异常与疾病，特别是 与一些重大疾病如：肿瘤、心血管病、糖尿病 及老年性痴呆的关联。这些问题与生物信号分 子所携带的信息在细胞内的传递有关。
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PIP2 DAG PKC
G蛋白介导的细胞信号转导途径
Gq
+
磷
脂
酶
IP3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
途 径
Ca2+释放
靶蛋白 磷酸化
细胞信号转导研究的 两大主要任务
认识生命过程 揭示生命本质
阐明重大疾病 发生发展机制
细胞代谢 生长发育 防御适应 细胞凋亡
肿瘤 糖尿病 心血管病
老年痴呆
Prof.Liuleap Department of Pathophysiology IMMC
（一）细胞信号转导的基本过程
细胞信号转导的概念： 细胞通过位于胞膜或胞内的受体感受胞外信 息分子的刺激，经复杂的细胞内信号转导系统 的转换而影响其生物学功能，这一过程为细胞 信号转导（cellular signal transduction）。 这是细胞对外界刺激做出应答反应的基本生 物学方式。
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2、受体 细胞受体的特点： ① 高度专一性 ② 高亲和力（信息分子浓度低10-8mol/L） ③ 可饱和性 ④ 可逆性 ⑤ 特定的作用模式
Prof.Liuleap Department of Pathophysiology IMMC
Signal Transduction And Disease
刘志跃 病理生理教研室 IMMC 2011.10
Contents
1 细胞信号转导系统概述 2 细胞信号转导异常的环节* 3 细胞信号转导异常与疾病* 4 信号转导治疗
Prof.Liuleap Department of Pathophysiology IMMC
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1、细胞信号分子
生物细胞所接受的信号既可以使物理信 号也可以是化学信号，但是在有机体间和细 胞间的通讯中最广泛的信号是化学信号。 1）物理信号：光/电/压力/紫外线/热/容积/渗透压 2）化学信号：从产生和作用方式来看可分为内分 泌激素、神经递质、局部化学介导的体液因子和 气体分子等，也可以是代谢产物/药物/毒物。
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细胞中存在的这个能调节细胞代谢、功 能、增殖分化、凋亡和应激反应的信号转 导系统，由四部分组成： 1.细胞信号分子 2.能接收信号的特定的受体 3.受体后的信号转导通路 4.作用终端 不同的信号转导通路间具有相互联系和作 用(cross talk)，形成复杂的网络。
3、受体后信号转导通路 1）细胞内的信息分子（第二信使）
Ca2+、cAMP、cGMP、IP3、DAG、 NO、CO、 Ceramide（神经酰胺）等
2）受体后信号转导蛋白
G蛋白、AC、GC、磷脂酶、 PKA、 PKG、 PKC、MAPK、PI3K、CaM 、CaM激酶…
3）细胞内信号转导的主要通路
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★ G 蛋白介导的细胞信号转导途径
G蛋白（GTP-binding protein） 是指可与鸟嘌吟核苷酸可逆性结合的蛋白 质家族。它是G蛋白偶联受体与效应蛋白间的信号转 换器（分子开关），可分为两类： ① 由、 和 亚单位组成的异三聚体，在膜受 体与效应器之间的信号转导中起中介作用； ②小分子G蛋白（21-28KD）,只具有G蛋白亚基 的功能，在细胞内进行信号转导。
细胞信号转导的主要途径至少有下述五条途径：
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3、受体后信号转导通路
① G蛋白介导的信号转导途径 （AC/PLC） ② 受体酪氨酸蛋白激酶信号转导途径
可以激活 MAPK / PKC / PI3K三条途径
③ 非受体酪氨酸蛋白激酶途径
7次跨膜的G蛋白偶联受体 (GPCRs ，G Protein coupling receptors)：是目前发现的最大的受体超家族,有150种以上, 它们在结构上的共同特征是由单一肽链7次穿越膜所构成。
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G-protein Coupled Receptors (GPCR)
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2、受体
典型的细胞信号转导过程是由受体接受 信号，并启动细胞内信号转导通路的过程。 细胞受体分为两种： 膜受体：GPCR家族，RTK(TPK)家族，细 胞因子受体超家族，PTSK型受体(TGFR)家族, 死亡因子受体家族(TNFR/Fas)，离子通道型受体 以及粘附分子(钙粘素/整合素)等。（图7-1） 核受体：甾体类激素、甲状腺激素、维甲酸、 1,25(OH)2VitD3受体
-受体
胰高血糖素R
A、 2 、 M受体
内皮素受体 A、 1受体
Gs
Gi
腺+
苷 酸 环 化 酶 途 径
靶蛋白 磷酸化
腺苷酸环化酶
+
cAMP
PKA 入C核
+
CREB 靶基因 CRE 转录
PLC
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TNF受体家族、离 子通道型受体家族、与PTK连接的受体家族等。
④ 受体鸟苷酸环化酶信号转导途径
NO、CO→GC → cGMP → PKG，磷酸化靶蛋白发挥作用。
⑤ 核受体信号转导途径
受体分布于胞浆或核内，本质上都是配体调控的转录因子。
一、细胞信号转导系统概述
当今生命科学研究中的一个中心问题是关 于细胞代谢、生长、发育、适应、防御和凋亡 等的调节机制，以及调控异常与疾病，特别是 与一些重大疾病如：肿瘤、心血管病、糖尿病 及老年性痴呆的关联。这些问题与生物信号分 子所携带的信息在细胞内的传递有关。
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PIP2 DAG PKC
G蛋白介导的细胞信号转导途径
Gq
+
磷
脂
酶
IP3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
途 径
Ca2+释放
靶蛋白 磷酸化
细胞信号转导研究的 两大主要任务
认识生命过程 揭示生命本质
阐明重大疾病 发生发展机制
细胞代谢 生长发育 防御适应 细胞凋亡
肿瘤 糖尿病 心血管病
老年痴呆
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（一）细胞信号转导的基本过程
细胞信号转导的概念： 细胞通过位于胞膜或胞内的受体感受胞外信 息分子的刺激，经复杂的细胞内信号转导系统 的转换而影响其生物学功能，这一过程为细胞 信号转导（cellular signal transduction）。 这是细胞对外界刺激做出应答反应的基本生 物学方式。
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2、受体 细胞受体的特点： ① 高度专一性 ② 高亲和力（信息分子浓度低10-8mol/L） ③ 可饱和性 ④ 可逆性 ⑤ 特定的作用模式
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Signal Transduction And Disease
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Contents
1 细胞信号转导系统概述 2 细胞信号转导异常的环节* 3 细胞信号转导异常与疾病* 4 信号转导治疗
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1、细胞信号分子
生物细胞所接受的信号既可以使物理信 号也可以是化学信号，但是在有机体间和细 胞间的通讯中最广泛的信号是化学信号。 1）物理信号：光/电/压力/紫外线/热/容积/渗透压 2）化学信号：从产生和作用方式来看可分为内分 泌激素、神经递质、局部化学介导的体液因子和 气体分子等，也可以是代谢产物/药物/毒物。
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细胞中存在的这个能调节细胞代谢、功 能、增殖分化、凋亡和应激反应的信号转 导系统，由四部分组成： 1.细胞信号分子 2.能接收信号的特定的受体 3.受体后的信号转导通路 4.作用终端 不同的信号转导通路间具有相互联系和作 用(cross talk)，形成复杂的网络。
3、受体后信号转导通路 1）细胞内的信息分子（第二信使）
Ca2+、cAMP、cGMP、IP3、DAG、 NO、CO、 Ceramide（神经酰胺）等
2）受体后信号转导蛋白
G蛋白、AC、GC、磷脂酶、 PKA、 PKG、 PKC、MAPK、PI3K、CaM 、CaM激酶…
3）细胞内信号转导的主要通路
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★ G 蛋白介导的细胞信号转导途径
G蛋白（GTP-binding protein） 是指可与鸟嘌吟核苷酸可逆性结合的蛋白 质家族。它是G蛋白偶联受体与效应蛋白间的信号转 换器（分子开关），可分为两类： ① 由、 和 亚单位组成的异三聚体，在膜受 体与效应器之间的信号转导中起中介作用； ②小分子G蛋白（21-28KD）,只具有G蛋白亚基 的功能，在细胞内进行信号转导。
细胞信号转导的主要途径至少有下述五条途径：
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3、受体后信号转导通路
① G蛋白介导的信号转导途径 （AC/PLC） ② 受体酪氨酸蛋白激酶信号转导途径
可以激活 MAPK / PKC / PI3K三条途径
③ 非受体酪氨酸蛋白激酶途径
7次跨膜的G蛋白偶联受体 (GPCRs ，G Protein coupling receptors)：是目前发现的最大的受体超家族,有150种以上, 它们在结构上的共同特征是由单一肽链7次穿越膜所构成。
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G-protein Coupled Receptors (GPCR)
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2、受体
典型的细胞信号转导过程是由受体接受 信号，并启动细胞内信号转导通路的过程。 细胞受体分为两种： 膜受体：GPCR家族，RTK(TPK)家族，细 胞因子受体超家族，PTSK型受体(TGFR)家族, 死亡因子受体家族(TNFR/Fas)，离子通道型受体 以及粘附分子(钙粘素/整合素)等。（图7-1） 核受体：甾体类激素、甲状腺激素、维甲酸、 1,25(OH)2VitD3受体