醫(yī)學(xué)院大學(xué)課件－－細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的病理生理學(xué)

細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的病理生理學(xué)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是指細(xì)胞通過特定的信號(hào)分子進(jìn)行相互信息傳遞和交流的過程。本次課件將囊括細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的重要組成部分，從細(xì)胞功能到生化基礎(chǔ)，讓你深入了解信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究和應(yīng)用。細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)簡介細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)是生命活動(dòng)中不可分割的一環(huán)，涉及碳水化合物、蛋白質(zhì)、核酸等各種生物分子參與的信號(hào)傳遞網(wǎng)絡(luò)。細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)使得細(xì)胞能夠?qū)?nèi)外部環(huán)境有選擇地作出反應(yīng)。信號(hào)傳導(dǎo)的組成部分細(xì)胞膜細(xì)胞膜作為細(xì)胞內(nèi)外信息的隔離膜，參與了信號(hào)物質(zhì)的識(shí)別和解讀過程。受體蛋白細(xì)胞表面或內(nèi)部受體蛋白為信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)傳遞的核心組成部分，其通過配體識(shí)別、激活及響應(yīng)下游信號(hào)進(jìn)行信息傳遞。信號(hào)分子信號(hào)分子可以是化學(xué)物質(zhì)、半胱氨酸酶、激酶、電壓、壓力等多種形式的刺激物，參與了細(xì)胞自身調(diào)控的各個(gè)環(huán)節(jié)。細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)1第一信使第一信使是最初誘導(dǎo)細(xì)胞特定反應(yīng)的分子。包括激素、生長因子、神經(jīng)遞質(zhì)等。2第二信使第二信使在第一信使的介導(dǎo)下，會(huì)進(jìn)一步調(diào)節(jié)和促進(jìn)信號(hào)傳遞，包括cAMP、Ca2+等。3激酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)級(jí)聯(lián)反應(yīng)是信號(hào)分子不斷在反應(yīng)過程中激活下游信號(hào)分子，形成一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的級(jí)聯(lián)響應(yīng)過程。細(xì)胞表面信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)G蛋白偶聯(lián)受體G蛋白偶聯(lián)受體在細(xì)胞表面上，是將外部信號(hào)傳遞到細(xì)胞內(nèi)的關(guān)鍵途徑，具有廣泛的生理功能。離子通道受體離子通道受體是細(xì)胞表面上特殊的通道蛋白，能控制離子進(jìn)出細(xì)胞，改變細(xì)胞內(nèi)離子濃度從而引起信號(hào)傳遞。酪氨酸激酶受體酪氨酸激酶受體是細(xì)胞表面上一種重要的受體，它有著多種細(xì)胞生物功能，在生長、修復(fù)和調(diào)節(jié)分化中具有重要作用。信號(hào)傳導(dǎo)的功能1信號(hào)傳導(dǎo)的調(diào)節(jié)功能通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，細(xì)胞可調(diào)控基因的表達(dá)、代謝路徑的改變等調(diào)節(jié)功能。2信號(hào)傳導(dǎo)介導(dǎo)細(xì)胞移動(dòng)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)對(duì)多細(xì)胞體的協(xié)調(diào)作用至關(guān)重要，特別是在細(xì)胞遷移和生長發(fā)育中。3信號(hào)傳導(dǎo)介導(dǎo)細(xì)胞生存和死亡在細(xì)胞的生存、分化和凋亡的過程中，信號(hào)傳導(dǎo)作為分子調(diào)節(jié)的重要環(huán)節(jié)扮演著至關(guān)重要的角色。細(xì)胞死亡信號(hào)傳導(dǎo)自凋亡信號(hào)傳導(dǎo)通過自凋亡途徑調(diào)控細(xì)胞死亡，使細(xì)胞以一種受控的方式進(jìn)行凋亡。壞死式細(xì)胞死亡壞死型細(xì)胞死亡是指發(fā)生在因嚴(yán)重的物理、化學(xué)性刺激，或不可逆的細(xì)胞損傷時(shí)的一種死亡方式。細(xì)胞吞噬作用通過生理性程序，細(xì)胞內(nèi)的溶死或凝集物被吞噬?；罴?xì)胞將被引起化學(xué)變化，變成相應(yīng)的細(xì)胞型。細(xì)胞增殖信號(hào)傳導(dǎo)生長因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)生長因子作為特定的細(xì)胞內(nèi)向外部提供信號(hào)，能有效地控制細(xì)胞增殖、分化和代謝的過程。細(xì)胞周期調(diào)控細(xì)胞周期調(diào)控、DNA復(fù)制等是細(xì)胞增殖的重要環(huán)節(jié)，需要信號(hào)分子參與。細(xì)胞極化和細(xì)胞分裂過程細(xì)胞在極化和分裂時(shí)，需要信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的系統(tǒng)從內(nèi)部調(diào)控分化，保證細(xì)胞正常分裂。細(xì)胞分化信號(hào)傳導(dǎo)1細(xì)胞分化特定的信號(hào)途徑細(xì)胞分化信號(hào)傳導(dǎo)包含了特別針對(duì)細(xì)胞分化的信號(hào)途徑，這些信號(hào)途徑能有效的激發(fā)特定的信號(hào)分子。2細(xì)胞分化調(diào)控因素生長因子、轉(zhuǎn)錄因子、信使分子，參與了細(xì)胞分化特定功能的調(diào)控過程。3細(xì)胞分化調(diào)控的分子網(wǎng)絡(luò)細(xì)胞分化的調(diào)控，常涉及信號(hào)途徑、表觀遺傳學(xué)修飾、轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝等一系列分子網(wǎng)絡(luò)調(diào)控過程。蛋白激酶和細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)MAPK信號(hào)途徑是細(xì)胞內(nèi)多個(gè)途徑和分子機(jī)器間進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要途徑之一，既能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，又能抑制細(xì)胞凋亡。PI3K介導(dǎo)信號(hào)途徑是一種細(xì)胞內(nèi)及細(xì)胞腫瘤病理生理情況下高頻啟動(dòng)的信號(hào)途徑，我們通過對(duì)PI3K介導(dǎo)途徑相應(yīng)蛋白增多的免疫瓶頸位點(diǎn)進(jìn)行抑制來阻止腫瘤擴(kuò)散JAK-STAT途徑JAK（靜穩(wěn)態(tài)激酶）和STAT（信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄）是一對(duì)主要的蛋白激酶和調(diào)節(jié)蛋白，在多重生物功能中發(fā)揮著重要作用。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與免疫系統(tǒng)免疫學(xué)基礎(chǔ)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)在免疫系統(tǒng)中被廣泛運(yùn)用，涉及到淋巴細(xì)胞的活化、炎癥反應(yīng)的產(chǎn)生等多方面的過程。白細(xì)胞信號(hào)調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)在蛋白激酶、第二信使、轉(zhuǎn)錄因子等一系列信號(hào)分子之間形成了復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。神經(jīng)元細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)神經(jīng)元分化與發(fā)育的調(diào)節(jié)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)在神經(jīng)元細(xì)胞分化和發(fā)育過程中，發(fā)揮著至關(guān)重要的調(diào)節(jié)作用。遠(yuǎn)程神經(jīng)元信號(hào)傳遞神經(jīng)元之間的信息傳遞，需要依賴信號(hào)傳遞系統(tǒng)進(jìn)行分子信號(hào)的快速傳導(dǎo)。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與血管生成血管新生的調(diào)節(jié)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)在血管新生的過程中發(fā)揮著重要調(diào)節(jié)作用，參與三維培養(yǎng)、VEGF等多種生物學(xué)功能。血管生成抑制分子VEGF、ANG等生長因子可以明顯誘導(dǎo)血管生成，而某些分子如TSP1、Angiostatin等則具有抑制血管生成的作用。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與癌癥1癌細(xì)胞內(nèi)通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)激活的信號(hào)途徑癌細(xì)胞內(nèi)許多信號(hào)途徑可以通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)進(jìn)行激活，再次強(qiáng)調(diào)了它在腫瘤生長中的重要作用。2信號(hào)傳導(dǎo)的抑制作用在腫瘤防治中，通過信號(hào)傳導(dǎo)抑制蛋白激酶等信號(hào)分子來控制癌細(xì)胞的增殖和擴(kuò)散。3信號(hào)傳導(dǎo)的藥理學(xué)應(yīng)用在癌癥治療中，性質(zhì)不同的化療藥物都在不同信號(hào)途徑上進(jìn)行干預(yù)，對(duì)癥下藥，提高治愈率。信號(hào)傳導(dǎo)的檢測方法westernblotting利用蛋白質(zhì)電泳和分子雜交技術(shù)對(duì)特定的蛋白質(zhì)進(jìn)行檢測，是信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)領(lǐng)域中最常用的方法之一。immunoprecipitation利用抗體的選擇性對(duì)特定蛋白進(jìn)行富集和檢測，在信號(hào)途徑研究中得到了廣泛應(yīng)用。信號(hào)傳導(dǎo)的藥理學(xué)應(yīng)用藥代動(dòng)力學(xué)信號(hào)傳導(dǎo)在藥代動(dòng)力學(xué)研究中具有重要作用，可以通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)對(duì)不同藥物代謝產(chǎn)生調(diào)控作用。藥物研發(fā)信號(hào)途徑在新藥研發(fā)中的作用得到了越來越廣泛的關(guān)注，各種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)的藥物研發(fā)不斷提高效率。細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與遺傳性疾病信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑可能與更多遺傳性疾病有關(guān)，研究認(rèn)為多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路異常增強(qiáng)、衰竭、錯(cuò)位等情況均會(huì)在疾病的發(fā)生、發(fā)展的過程中發(fā)揮重要作用。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與神經(jīng)退行性疾病1寡聚肽和神經(jīng)退行性疾病寡聚肽可能與多種神經(jīng)退行性疾病有關(guān)，通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)一個(gè)一個(gè)分子接收和信息傳遞過程。2細(xì)胞凋亡和神經(jīng)退行性疾病有多種神經(jīng)退行性疾病與細(xì)胞凋亡異常有關(guān)系，這些異常乃至于細(xì)胞死亡增加，感覺下降和運(yùn)動(dòng)失能等綜合性的神經(jīng)退行性疾病。信號(hào)傳導(dǎo)的生物化學(xué)基礎(chǔ)蛋白和DNA結(jié)構(gòu)的關(guān)系分子信號(hào)是我們對(duì)生命的認(rèn)識(shí)和探尋的重要方面，蛋白質(zhì)和DNA結(jié)構(gòu)的關(guān)系形成了分子邏輯計(jì)算的基礎(chǔ)。細(xì)胞間通訊的生化機(jī)理細(xì)胞與細(xì)胞間的通信可以通過信號(hào)途徑傳達(dá)信息，這些傳遞過程中一系列的生化機(jī)制形成了