细胞信号转导异常与疾病(2学时版)

细胞信号转导异常与疾病李煜生南方医科大学病理生理学教研室aronlee@基本要求掌握细胞信号转导的概念;熟悉细胞信号转导过程的分子基础;了解细胞信号转导异常性疾病防治的病理生理基础。第一节细胞信号转导的基本理论细胞信号转导（Cellsignaltransduction）IntercellularcommunicationIntracellularsignaltransduction细胞水平的信号传导是指信号从细胞外到细胞内的转移。细胞信号（Cellsignal

）：引起细胞反应的各种刺激或环境变化。SpecificityAmplificationTransientReversibleRegulationNetworkProliferationDifferentiationTransformationApoptosisActivationMigrationAgingStageIStageIISignalingEventsSynthesisReleaseTransportBindingSignalingDesensitizationSignalingcellCellsignalingTargetcell细胞信号转导的构成细胞外信号分子细胞内信号分子细胞内效应分子效应调节分子细胞外信号过程细胞内信号转导受体细胞信号转导的典型过程配体与细胞膜受体的识别与结合；跨膜信号传递；细胞内蛋白级联的信号转导；细胞反应；信号终止。细胞信号的种类物理信号电磁场光声辐射热力渗透压IntegrinSignalingabECMTalabPaxVinFAKSrcCASActinCytoskeletonTalbPaxVinaFAKpCASpppppSH2SH3SH3Grb2SosRasERKSH2SH3SH3CrkJNKSH3SH2kinaseSrcorFynbaa-actinina-actinin化学信号小分子化学物质：cAMP、cGMP、Ca2+、IP3、DAG激素：GF神经递质：Ach细胞因子：TNF、IL-2多肽：AngII生物信号主要指生物大分子的结构信号蛋白：多肽的氨基酸序列决定蛋白的三维结构；多糖：细胞膜外存在糖皮层，由糖脂和糖蛋白组成；脂类：Caveolae介导的信号；核酸：遗传信号传递系统的基础。特点：多为糖蛋白，一般至少包括两个功能区域，与配体结合的区域和产生效应的区域;当受体与配体结合后，构象改变而产生活性，启动一系列过程，最终表现为生物学效应;受体与配体间的作用具有三个主要特征：①特异性；②饱和性；③高亲和力。受体（receptor）概念：一种能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）并产生特定生物学效应的大分子物质。细胞受体分类膜受体离子通道型受体G蛋白偶联型受体具有酶活性的受体核受体甾体激素受体Transmembranereceptors酪氨酸激酶受体，如PDGF受体、胰岛素受体、EGF受体、FGF受体；酪氨酸磷酸酶受体，如T细胞和巨噬细胞的CD45蛋白；鸟嘌呤环化酶(GC)受体，如心房肽受体;丝氨酸/苏氨酸激酶受体，如activin和TGF-

受体;非酶受体，可通过蛋白与蛋白的相互作用与细胞内酪氨酸激酶偶联。G蛋白偶联受体G蛋白是一种GTP酶。GPCR具有7跨膜区结构特征。调节AC活性的GPCR：第二信息cAMP兴奋性：

-肾上腺素能受体、胰高血糖素受体及味觉分子受体抑制性：

-肾上腺素能受体激活PLC-

的GPCR：第二信使DAG和IP3血管紧张素受体、缓激肽受体、血管加压素受体光子受体：第二信使cGMPG蛋白转导素核受体这类受体在细胞内与配基结合后移入细胞核，配基受体复合物在核内直接影响基因表达。包括糖皮质激素受体、维生素D受体、视黄酸受体、甲状腺素受体等。信号转导级联ppp磷酸酶激酶基因表达DNA合成激活蛋白质合成改变细胞骨架重排离子通透性变化细胞代谢酶变化细胞反应细胞信号的功能细胞生长细胞分裂细胞分化细胞凋亡细胞应激适应细胞功能协同刺激反应B反应A反应C刺激B反应刺激A刺激C细胞信号网络细胞信号的反馈调节+-刺激反应刺激反应ABCCBA第二节信号转导异常的病理生理学基础理化因素遗传因素信号转导蛋白数量改变信号转导蛋白功能改变失活性突变功能获得性突变免疫因素自身免疫病内环境因素一、信号转导异常的原因生物学因素㈠生物因素干扰细胞内信号转导通路如霍乱弧菌引起的烈性肠道传染病霍乱弧菌产生分泌的外毒素（霍乱毒素），有选择性的催化Gsα亚基201位精氨酸核糖化，使GTP酶活性丧失，不能将GTP水解成GDP，从而使Gsα处于不可逆激活状态,不断刺激AC生成cAMP,胞浆中的cAMP含量可增加至正常的100倍以上，导致小肠上皮细胞膜蛋白构型改变，大量氯离子和水分子持续转运入肠腔，引起严重腹泻和脱水。体内某些信号转导成分是致癌物的作用靶点机械刺激电离辐射㈢遗传因素染色体异常信号转导蛋白基因突变信号转导蛋白数量改变信号转导蛋白功能改变

失活性突变如TSHR的失活性突变

TSH抵抗征

功能获得性突变如TSHR的激活性突变

甲亢㈡理化因素负显性作用（dominantnegativeeffect）：某些信号转导蛋白突变后不仅自身无功能，还能抑制或阻断野生型信号转导蛋白的作用，被称为负显性作用。具有负显性作用的突变体被称为负显性突变体（dominantnegativemutant)。

组成型激活突变（constitutivelyactivatedmutation）某些信号转导蛋白在突变后获得了自发激活和持续性激活的能力。㈣免疫学因素受体抗体产生的原因和机制

自身免疫性疾病：因体内产生抗受体的自身抗体而引起的疾病。重症肌无力；自身免疫性甲状腺病

抗受体抗体的产生机制尚不清楚抗受体抗体的类型：刺激型抗体阻断型抗体刺激型抗体:可模拟信号分子或配体的作用，激活特定的信号转导通路，使靶细胞功能亢进。如Graves病：又称毒性弥漫性甲状腺肿，是最常见的一种甲状腺功能亢进症。阻断型抗体:该抗体与受体结合后，可阻断受体与配体的结合，从而阻断受体介导的信号转导通路的效应，导致靶细胞功能低下。如桥本病（慢性淋巴细胞性甲状腺炎）、重症肌无力。㈤内环境因素缺血、缺氧、炎症、创伤引起神经内分泌紊乱。受体、信号转导障碍与疾病受体、信号转导过度激活与疾病多个环节细胞信号转导与疾病三、细胞信号转导异常与疾病特定信号转导过程减弱或中断激素抵抗征（