細(xì)胞增殖與分化的調(diào)控機(jī)制及異常

關(guān)于細(xì)胞增殖與分化的調(diào)控機(jī)制及異常細(xì)胞增殖是生命的基本特征，種族繁衍、個(gè)體發(fā)育、機(jī)體修復(fù)等都離不開(kāi)細(xì)胞增殖。–初生嬰兒有1012個(gè)細(xì)胞，成人1014個(gè)，約200種類型。–成人體內(nèi)每秒鐘有數(shù)百萬(wàn)新細(xì)胞產(chǎn)生，以補(bǔ)償衰老和死亡的細(xì)胞。動(dòng)物任何組織細(xì)胞進(jìn)行分裂增殖，都受細(xì)胞周期調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，也受個(gè)體發(fā)育不同階段的發(fā)育調(diào)節(jié)。這些調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)是基因按一定的時(shí)間和空間順序選擇性地進(jìn)行表達(dá)。

第2頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天20世紀(jì)70年代LelandHartwell提出了“細(xì)胞周期檢驗(yàn)點(diǎn)”（cellcycle

checkpoint）概念。最先找到了用于研究真核細(xì)胞周期的合適模型——酵母細(xì)胞，通過(guò)研究他進(jìn)一步提出了細(xì)胞分裂基因的概念，即cdc(celldivisioncycle)基因。20世紀(jì)80年代TimHunt發(fā)現(xiàn)周期蛋白

(cyclin)。1990年，PaulNurse發(fā)現(xiàn)周期蛋白依賴性蛋白激酶（cyclin-dependentkinase，CDK）。2001年10月8日美國(guó)人Leland

Hartwell、英國(guó)人PaulNurse、Timothy

Hunt因?qū)?xì)胞周期調(diào)控機(jī)理的研究而榮獲諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。第3頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天第4頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天第一節(jié)生長(zhǎng)因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)活化細(xì)胞周期進(jìn)程是細(xì)胞增殖的分子機(jī)制第5頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、細(xì)胞經(jīng)歷細(xì)胞周期而增殖

FigureA.1.CellCycle.第6頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天第7頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天G1期（firstgapphase）：限制點(diǎn)（restrictionpoint,R點(diǎn)）；繼續(xù)增殖，進(jìn)入G0期，停止增殖。S期（syntheticphase）:DNA復(fù)制，與組蛋白包裝成染色質(zhì)，合成PCNA（proliferatingcellnuclearantigen）G2期（secondgapphase）：染色質(zhì)螺旋化，合成MPF。M期（mitoticphase）：有絲分裂。MG1SG2G0cyclinD1,D2,D3+CDK2,4,5,6cyclinE+CDK2cyclinA+CDK2cyclinA,B+cdc2R第8頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天細(xì)胞周期的稽查點(diǎn)稽查點(diǎn)(checkpoint)限制點(diǎn)（restriction

point）細(xì)胞周期四個(gè)稽查點(diǎn)：

G1／SS／G2

G2／MM／G1第9頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天第10頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、有許多蛋白質(zhì)參與調(diào)控細(xì)胞周期進(jìn)程Cyclin周期素或周期蛋白Cdk：cyclin-dependentkinaseCKI：第11頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天（一）周期蛋白和周期蛋白依賴性激酶復(fù)合物驅(qū)動(dòng)細(xì)胞周期進(jìn)展ComplexofcyclinA(yellow)withcyclindependentkinase2.MoleculeATPishighlightedintheactivesiteoftheCDK2.

第12頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天Cyclin：周期蛋白或周期素1.受生長(zhǎng)因子的誘導(dǎo)表達(dá)；2.泛素介導(dǎo)的其蛋白質(zhì)降解；3.含有周期蛋白框(cyclinbox)的一致性共有序列，是周期蛋白依賴激酶Cdk的調(diào)節(jié)亞單位。

Cyclinbox：一段含有約100個(gè)氨基酸序列的區(qū)域，是介導(dǎo)周期蛋白與Cdk催化亞基結(jié)合的關(guān)鍵部位。第13頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天第14頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天Cdk是組成型表達(dá)的核內(nèi)絲-蘇氨酸蛋白激酶。在細(xì)胞周期不同時(shí)相中，不同的cyclins的集聚與相應(yīng)CDKs結(jié)合并被激活。CDK激活的底物主要有RB、轉(zhuǎn)錄因子、組蛋白、細(xì)胞結(jié)構(gòu)蛋白等，具有促進(jìn)細(xì)胞周期時(shí)相轉(zhuǎn)變、啟動(dòng)DNA合成、運(yùn)行細(xì)胞分裂、推進(jìn)細(xì)胞周期運(yùn)行的重要功能。第15頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天第16頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天CDK1;cyclinA,cyclinB

CDK2;cyclinA,cyclinE

CDK3

CDK4;cyclinD1,cyclinD2,cyclinD3

CDK5;CDK5R1,CDK5R2.CDKL5.CDK6;cyclinD1,cyclinD2,cyclinD3

CDK7;cyclinH

CDK8;CDK9;cyclinT1,,,cyclinK

CDK10

CDK11(CDC2L2)

;CDK12(CRKRS)

;CDK13(CDC2L5)

;AlistofCDKswiththeirregulatorprotein,cyclinorother第17頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天第18頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天StructureofpCDK2(ingreen)incomplexwithcyclinE1(incyan)withthe20-amino-acidsequence(residues230–249)thatareinvolvedincentrosomelocalisation(MatsumotoandMaller,2004)showninred.ThePSTAIRE(C-)helixandtheactivationsegment,thetwomajorregionsofcontactbetweenpCDK2andcyclinE1,areshowninmagenta.第19頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）CKI抑制Cdk及Cyclin-Cdk復(fù)合物的活性Cyclin-dependentkinaseinhibitorsCKI分兩類：1.Cdk4/Cdk6抑制因子家族有P15、P16、P18、P19等。抑制CyclinD與Cdk4/Cdk6結(jié)合，及其復(fù)合物的激酶活性。2.Cip/Kip家族Cytokine-inducibleprotein/kinaseinteractingprotein有P21、P27、P57等。是細(xì)胞接受到接觸抑制、DNA損傷、低氧及某些細(xì)胞因子等信號(hào)后的產(chǎn)物；與Cyclin-Cdk復(fù)合物結(jié)合，抑制它們的活性。第20頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.Cdk4/Cdk6抑制因子家族2.Cip/Kip家族第21頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天（三）Rb蛋白與轉(zhuǎn)錄因子E2F-DP1的結(jié)合對(duì)G1期產(chǎn)生負(fù)調(diào)節(jié)作用Retinoblastomaprotein(pRbor

Rb)Pocketproteinfamilyconsistsofthreeproteins：RB（P105RB）、P107和P130。Rb蛋白第22頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天Rb/E2Ffamilies.ThereareonlytwomembersofE2Finfliescomparetoeightinmammals.第23頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天游離的E2F-DP1活化靶基因轉(zhuǎn)錄，包括：①核苷酸及DNA合成酶的基因；②周期蛋白D、E、A、Cdk2等；③某些癌基因；④E2F基因本身。第24頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天（四）使Cdk磷酸化和去磷酸化的酶也調(diào)節(jié)Cdk的活性第25頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天CDK1的調(diào)節(jié)與活化;CAK=CDK1-ActivitingKinase第26頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天（五）泛素-蛋白酶體介導(dǎo)蛋白質(zhì)降解也起調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的作用短命蛋白通過(guò)多泛素化途徑降解，如Cyclin、P21、P27、E2F、Weel等。第27頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天第28頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天參與細(xì)胞周期調(diào)控的泛素連接酶至少有兩類SCF（skp1-cullin-F-boxprotein，三個(gè)蛋白構(gòu)成的復(fù)合體）負(fù)責(zé)將泛素連接到G1/S期周期蛋白（D、E）和p21、p27、E2F、Weel上；APC(anaphasepromotingcomplex)負(fù)責(zé)將泛素連接到M期周期蛋白（A、B）上。

第29頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天第30頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天第31頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、調(diào)控蛋白協(xié)同作用調(diào)控細(xì)胞周期（一）Cdk4/6和Cdk2的活化是限制點(diǎn)處調(diào)控的關(guān)鍵第32頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）Cdk1活化是G2M關(guān)卡處關(guān)鍵調(diào)控因素CyclinB在G1后期胞漿中合成，并在胞漿-胞核間穿梭，在核內(nèi)與Cdk1結(jié)合形成復(fù)合物也加入穿梭行列，此時(shí)Cdk被磷酸化，無(wú)活性。在G2-M轉(zhuǎn)折，Cdc25C被活化，使Cdk1的14位和15位氨基酸殘基去磷酸化，而活化CyclinB-Cdk1，后者磷酸化地物蛋白，如組蛋白1、核纖層蛋白、肌球蛋白等，使染色體致密，核膜解體，紡錘體開(kāi)始形成等。第33頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天（三）APC介導(dǎo)的多泛素化蛋白降解是細(xì)胞離開(kāi)M期進(jìn)入G1期的關(guān)鍵調(diào)控因素第34頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天（四）DNA損傷關(guān)卡與G1及G2期停滯相關(guān)1.G2期的停滯涉及一系列的磷酸化過(guò)程Sensorproteins傳感蛋白ATMATR（ATMandRad3related）Chk（checkpointkinase）Cdc25C-14-3-3核內(nèi)→胞漿核內(nèi)的Cdk1不能被活化，停滯于G2。第35頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天第36頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.轉(zhuǎn)錄因子P53能使細(xì)胞停滯在G1期和G2期第37頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、生長(zhǎng)因子等細(xì)胞外因素通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)控細(xì)胞周期第38頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天（一）細(xì)胞從G0期進(jìn)入細(xì)胞周期依賴多種生長(zhǎng)因子的協(xié)同促進(jìn)作用有的組織細(xì)胞在從分裂期向S期發(fā)展時(shí)，在G1期中斷，形成G0期細(xì)胞群的組織（水晶體上皮和膀胱上皮等），有的組織細(xì)胞在從S期向分裂期發(fā)展時(shí)，以G2期那樣的狀態(tài)中斷，形成G0期細(xì)胞群的組織（耳的上皮）。但是，即使幾乎完全失去分裂能力的已分化的組織細(xì)胞通常也可依靠人工培養(yǎng)、人工致癌等方法恢復(fù)其分裂能力。因此，所有的分化細(xì)胞都是G0期，G0期只不過(guò)是細(xì)胞周期中G1期或G2期的無(wú)限延長(zhǎng)，而不是細(xì)胞周期中G1期或G2期的中斷和脫離。第39頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天（二）G1期的細(xì)胞也需要生長(zhǎng)因子促進(jìn)細(xì)胞周期的進(jìn)程第40頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天第二節(jié)細(xì)胞增殖異常與疾病AbnormalCellProliferationandRelatedofDisease第41頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天裸鼠的結(jié)腸癌病理模型復(fù)制胃癌手術(shù)后腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移患者（患者處于惡液質(zhì)狀態(tài)）瘤細(xì)胞為什么會(huì)發(fā)生？第42頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天細(xì)胞增殖分化異常與相關(guān)疾病增殖異常分化異常增殖分化異常再生障礙性貧血肥胖癥惡性腫瘤白癜風(fēng)遺傳性血紅蛋白病銀屑病前列腺肥大肌營(yíng)養(yǎng)不良畸胎瘤動(dòng)脈粥樣硬化先天畸形家族性紅細(xì)胞增多癥X-連鎖-球蛋白缺乏癥高IgM血癥細(xì)胞周期異常與疾?。ˋbnormalcellcycle&diseases）細(xì)胞過(guò)度增殖或不足的本質(zhì)是細(xì)胞周期調(diào)控異常?！綝eregulationofcellcycle】■細(xì)胞周期的驅(qū)動(dòng)失控（Cyclin、CDK和CDI表達(dá)異常）■監(jiān)控（檢查）機(jī)制受損（Theimpairmentofcheckpointsystem）細(xì)胞增殖異常第43頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天1．細(xì)胞周期驅(qū)動(dòng)機(jī)制失控

■Cyclins的過(guò)表達(dá)（Overexpressionofcyclins）腫瘤的發(fā)生與cyclin（D、E）過(guò)量表達(dá)有關(guān)。

【CyclinD1（Bcl-1）過(guò)表達(dá)原因】（原癌基因）

▲基因擴(kuò)增（CyclinD1過(guò)表達(dá)的主要機(jī)制）乳腺癌、胃癌、食道癌存在CyclinD1基因擴(kuò)增過(guò)度。細(xì)胞增殖異?！旧w倒位（Chromosomeinversion）CyclinD1基因倒位于甲狀旁腺啟動(dòng)子控制下CyclinD1蛋白合成↑

▲染色體易位（Chromosometranslocation)甲狀旁腺腺癌Bcl-1t(11:14)(q13:q32)易位

CyclinD1受Ig重鏈基因增強(qiáng)子影響

CyclinD1表達(dá)↑（p15:q13）第44頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天■CDK表達(dá)異常主要見(jiàn)于CDK4、CDK6過(guò)表達(dá)。CDK4↑+cyclinD結(jié)合↑CDK4/cyclinD↑CDKs表達(dá)↑

pRbpRb磷酸化↑細(xì)胞增殖過(guò)度

E2F↑G1/S過(guò)渡加速【CyclinD過(guò)表達(dá)致腫瘤機(jī)制】CyclinD過(guò)表達(dá)+生長(zhǎng)因子

CDKs瀑布效應(yīng)↑細(xì)胞增殖過(guò)度易發(fā)生細(xì)胞癌變細(xì)胞增殖異常▲基因突變CyclinD1T286突變CyclinD1泛素化受阻CyclinD1↑可能第45頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天細(xì)胞增殖異常■CDI表達(dá)不足和突變

腫瘤細(xì)胞中常出現(xiàn)CDI（腫瘤抑制基因）表達(dá)不足或突變。

▲InK4失活

【p16InK4基因失活原因】

突變或缺失、染色體易位、p16InK4高度甲基化。

【Mechanism】p16InK4基因表達(dá)↓CDK4與cyclinD結(jié)合↓細(xì)胞周期處在“易于”被啟動(dòng)狀態(tài)

易發(fā)生細(xì)胞癌變

可能第46頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天細(xì)胞增殖異常正常

【Mechanism】

p53基因突變P21cip1轉(zhuǎn)錄↓DNA受損細(xì)胞增殖↑▲

Kip/Cip含量減少（DeficientexpressionofKip/Cip）

P21cipl功能cyclins/CDKs活性↓細(xì)胞周期速度↓增殖細(xì)胞核抗原（PCNA）阻滯DNA復(fù)制2.細(xì)胞周期監(jiān)控機(jī)制受損(Impairmentofcheckpointsystem)

主要原因：G1/S、G2/M檢查點(diǎn)異常失察結(jié)果：探測(cè)DNA損傷功能降低

（如發(fā)現(xiàn)不了DNA損傷，會(huì)導(dǎo)致基因缺失、易位、染色體重排等）

第47頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天表人類腫瘤p53基因突變熱點(diǎn)和頻率腫瘤型突變頻率（%）突變熱點(diǎn)腫瘤型突變頻率（%）突變熱點(diǎn)肺癌56157，248，273前列腺癌30不確定結(jié)腸癌50175，245，248，273肝細(xì)胞癌45249食道癌45不確定膠質(zhì)癌25175、248卵巢癌44273乳腺癌22175、248、273胰腺癌44273子宮內(nèi)膜癌22248皮膚癌44248、278甲狀腺癌13248、273胃癌41不確定白血病12175、248頭頸鱗癌37248宮頸癌7273膀胱癌34280軟組織肉瘤31不確定細(xì)胞增殖異常第48頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

■G2/M交界處失察

G2/M交界處

DNA雙鏈斷裂激活DNA損傷檢查點(diǎn)阻止細(xì)胞進(jìn)入M期誘導(dǎo)修復(fù)基因轉(zhuǎn)錄完成斷裂的DNA修復(fù)

▲失去G2/M檢查點(diǎn)的阻滯作用染色體發(fā)生重排、丟失細(xì)胞增殖異常第49頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天原發(fā)性血小板增多癥（PT）■臨床癥狀：以巨核細(xì)胞增殖為主的骨髓增生性疾病。伴有血小板持續(xù)增多和血小板功能異常，有反復(fù)自發(fā)性出血及血栓形成?！霾∫蚺c機(jī)制：X染色體遺傳、TGF-

減少、輔助細(xì)胞缺乏等。良性前列腺增生■病因與機(jī)制：細(xì)胞凋亡出現(xiàn)下降，增殖不變，導(dǎo)致良性前列腺增生。銀屑病■病因與機(jī)制：表皮生長(zhǎng)因子受體的增加和

受體的減少是引起表皮細(xì)胞增長(zhǎng)過(guò)快的原因。第50頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

第三節(jié)

細(xì)胞分化調(diào)控機(jī)制

細(xì)胞分裂后逐漸產(chǎn)生與來(lái)源細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和功能上有著穩(wěn)定差異的過(guò)程即為分化（differentiation）。一、細(xì)胞分化的特點(diǎn)1.穩(wěn)定性：一旦確立，分化狀態(tài)便穩(wěn)定存在。2.全能性：共同來(lái)源于受精卵，并保留全部信息。3.選擇性：基因表達(dá)呈選擇性開(kāi)閉，是不同分化細(xì)胞表型差異的原因。二、細(xì)胞分化的機(jī)制

分化是細(xì)胞內(nèi)不同基因在不同發(fā)育階段選擇性激活的結(jié)果，細(xì)胞內(nèi)不同基因在時(shí)空上有序表達(dá)的結(jié)果。1.“決定”先于分化細(xì)胞“決定”（determination）：有些基因永久性地關(guān)閉，另一些基因順序表達(dá)，使細(xì)胞具備有某一特定方向分化的能力。多能干細(xì)胞（pluripotentcell）：具有多向分化潛能。第51頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.細(xì)胞質(zhì)在細(xì)胞決定中的作用細(xì)胞質(zhì)決定子（cytoplasmicdeterminant）某些特殊細(xì)胞發(fā)育途徑的決定往往首先由細(xì)胞質(zhì)控制。3.核質(zhì)的相互作用細(xì)胞分化的基礎(chǔ)是細(xì)胞核內(nèi)基因組選擇性地表達(dá)，而核內(nèi)基因的活性又受核所在胞質(zhì)環(huán)境的影響，是核質(zhì)相互作用的結(jié)果。4.細(xì)胞間相互作用位置效應(yīng)：細(xì)胞所在位置，與其他細(xì)胞間的關(guān)系。（1）細(xì)胞間直接接觸進(jìn)行信息傳遞；（2）細(xì)胞外基質(zhì)、粘附分子、細(xì)胞因子的作用。第52頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、干細(xì)胞與分化干細(xì)胞（stemcell）：是一類增殖較慢，能自我維持增殖的細(xì)胞，具有定向分化的潛能。專能干細(xì)胞：干細(xì)胞分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞只能分化為某一類型的細(xì)胞。多能干細(xì)胞：子細(xì)胞可以產(chǎn)生兩種或兩種以上類型的細(xì)胞。造血多能干細(xì)胞造血定向干細(xì)胞血細(xì)胞造血干細(xì)胞庫(kù)第53頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、調(diào)控細(xì)胞分化的信號(hào)通路（一）Ras-MAPK信號(hào)傳遞途徑

1.RPTK介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

許多細(xì)胞因子受體具有酪氨酸蛋白激酶（RPTK）活性，多為單跨膜糖蛋白，目前已發(fā)現(xiàn)50多種，分為14個(gè)家族，以非活性形式結(jié)合于細(xì)胞表面，當(dāng)與其配體結(jié)合后以不完一致的方式被激活。胞外只有一個(gè)配體結(jié)合部位的RPTK，如EGFR、FGFR，配體結(jié)合后受體構(gòu)象改變和二聚化，導(dǎo)致膜內(nèi)激酶的活化；PDGF可同時(shí)與兩個(gè)受體分子結(jié)合，因而同時(shí)發(fā)生二聚化與活化；胰島素受體本身由兩個(gè)α亞基和兩個(gè)β亞基聚集而成，兩個(gè)α亞基與配體結(jié)合引發(fā)β亞基構(gòu)象改變，無(wú)需寡聚化就可活化。第54頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

RPTK胞漿區(qū)至少有1-3個(gè)酪氨酸殘基，寡聚化后胞漿區(qū)激酶域相互靠近，發(fā)生自身磷酸化。自身磷酸化一方面使激酶活性顯著增大，有能力催化其它靶蛋白的磷酸化；另一方面Tyr-為多種有SH2或PTB結(jié)構(gòu)域的下游信號(hào)傳遞分子提供識(shí)別和結(jié)合部位。RPTK活化后以兩種方式向細(xì)胞內(nèi)傳遞信息：一是蛋白質(zhì)磷酸化；二是蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)之間相互作用。無(wú)論何種方式，都對(duì)其靶蛋白的結(jié)構(gòu)有嚴(yán)格的要求。正如圖17所示，RPTK活化后可結(jié)合SH2分子。第55頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天圖17活化的RPTK通過(guò)SH2/SH3分子傳遞信息不同機(jī)制（a）RPTK通過(guò)自身磷酸化而激活，與PLCγ的SH2結(jié)合，將其Tyr殘基磷酸化使之活化（b）活化的RPTK與PI-3K調(diào)節(jié)亞基p85的SH2結(jié)合，使其催化亞基p110從鈍化狀態(tài)變成活化構(gòu)象；（c）通過(guò)接頭分子Grb2-SOS活化Ras-MAPK通路第56頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.Ras-MAPK信號(hào)傳遞途徑

RPTK介導(dǎo)的細(xì)胞因子信號(hào)主要經(jīng)Ras-MAPK途徑傳遞?？扇苄越宇^蛋白Grb2中部的SH2結(jié)構(gòu)域與活化的RPTK中Y-結(jié)合，兩端的SH3結(jié)構(gòu)域與一種鳥(niǎo)苷酸交換因子Sos富含Pro殘基的區(qū)域相結(jié)合，把它募集到質(zhì)膜內(nèi)側(cè)，促使鄰近的Ras-GDP轉(zhuǎn)變成Ras·GTP而活化?；罨腞as即可激活MAPKKK，啟動(dòng)MAPK級(jí)聯(lián)反應(yīng)。MAPKKK中的一種Raf是Ser/Thr蛋白激酶，它與一種14-3-3蛋白結(jié)合而處于非活化狀態(tài)。第57頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天Ras·GTP可促使14-3-3解離并與Raf結(jié)合，從胞質(zhì)轉(zhuǎn)移至質(zhì)膜，并發(fā)生Ser259自身磷酸化。膜中磷脂酰絲氨酸與Raf結(jié)合進(jìn)一步活化。同時(shí)膜結(jié)合的一種非受體型酪氨酸蛋白激酶Src催化Raf中Tyr340和Tyr341磷酸化，使Raf完全活化?；罨腞af催化MAPKK上Ser磷酸而將其激活?；罨腗APKK是一種Thr/Tyr蛋白激酶，可催化MAPK中TXY模體中Thr和Tyr磷酸化。MAPK被激活后可進(jìn)入細(xì)胞核，作用于許多轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)節(jié)基因表達(dá)并促進(jìn)細(xì)胞增殖。第58頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

Ras是一個(gè)小分子的單聚體G蛋白，位于質(zhì)膜的內(nèi)表面，它在多種細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)途徑中起著非常重要的作用。象其它G蛋白一樣，Ras循環(huán)也在GDP結(jié)合的非活性形式和GTP結(jié)合的活性形式之間進(jìn)行。

Ras的活性形式，能激活信號(hào)傳導(dǎo)途徑中位于其下游的效應(yīng)分子。也和其它G蛋白一樣，Ras也具有內(nèi)在的GTPase活性，將結(jié)合的GTP水解成為GDP，其作用就象一個(gè)開(kāi)頭，關(guān)閉了Ras蛋白的活性。第59頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

導(dǎo)致腫瘤形成的Ras基因突變可使Ras蛋白失去GTase活性。其結(jié)果是：Ras突變產(chǎn)物在細(xì)胞中始終處于活性狀態(tài)，沿著信號(hào)傳導(dǎo)途徑持續(xù)將信號(hào)傳遞至下游，使細(xì)胞一直處于增殖狀態(tài)。另外，也發(fā)現(xiàn)一種Ras基因的突變產(chǎn)物不能結(jié)合GTP，導(dǎo)致細(xì)胞不能分裂。

Ras被認(rèn)為參與了細(xì)胞內(nèi)多種不同的信號(hào)傳導(dǎo)途徑，是這些信號(hào)傳導(dǎo)途徑的聚焦點(diǎn)。在將信號(hào)從細(xì)胞膜外傳遞至細(xì)胞核的過(guò)程中，Ras蛋白起著非常重要的作用。整個(gè)過(guò)程開(kāi)始于生長(zhǎng)因子（如EGF或PDFG）等與各自受體的細(xì)胞外功能域結(jié)合。

第60頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

生長(zhǎng)因子與RTK結(jié)合后，RTK胞漿部分由自動(dòng)磷酸化反應(yīng)生成的磷酸酪氨酸就成為了一個(gè)被稱之為Grb2(Growthfactorreceptorbindingprotein)的SH2底物蛋白分子結(jié)合點(diǎn)，然后Grb2在另一個(gè)叫做Sos(Sonofsevenless)的蛋白幫助下結(jié)合到細(xì)胞膜內(nèi)表面，從這里開(kāi)始Ras蛋白就參與進(jìn)來(lái)了。在一個(gè)未激活的細(xì)胞內(nèi)，Ras與GDP保持結(jié)合狀態(tài)；當(dāng)配體與RPTK結(jié)合后，吸引Grb2-Sos到細(xì)胞膜內(nèi)表面，Sos蛋白與Ras蛋白結(jié)合，使GDP從Ras蛋白上脫離，由GTP取代，造成Ras蛋白被激活。Ras-GTP是最基本也可能是唯一的功能就是吸引另外一個(gè)叫做Raf的蛋白與之一同結(jié)合到質(zhì)膜上。第61頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天Raf蛋白一旦定位在質(zhì)膜上，就變成了一個(gè)有活性的蛋白激酶，激發(fā)一個(gè)稱之為MAP(Mitogen-activatedprotein)激酶的級(jí)聯(lián)式反應(yīng)。MAP激酶級(jí)聯(lián)式反應(yīng)與葡萄糖總動(dòng)員中由cAMP觸發(fā)的級(jí)聯(lián)式反應(yīng)相似，但是它更復(fù)雜。級(jí)聯(lián)式反應(yīng)中的最后一個(gè)蛋白激酶MAPK(MAPkinase)進(jìn)入到細(xì)胞核，將特異的轉(zhuǎn)錄因子磷酸化。這些被激活的轉(zhuǎn)錄因子可與被稱之為血清反應(yīng)元件(SRE)的特異DNA序列結(jié)合。之所以稱之為血清反應(yīng)元件是因?yàn)樗鼈兛捎蓙?lái)自血清中生長(zhǎng)因子所傳導(dǎo)的信號(hào)所激活。這幾個(gè)基因所編碼的蛋白被認(rèn)為在細(xì)胞周期的激活中起著重要作用，最終可起動(dòng)DNA合成，導(dǎo)致細(xì)胞分裂。

第62頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天第63頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

細(xì)胞核并不是MAPK級(jí)聯(lián)式反應(yīng)的唯一靶向地，最近的研究表明另一個(gè)靶向物是胞漿蛋白PHAS-1。

PHAS-1的非磷酸化狀態(tài)，可與關(guān)鍵性起動(dòng)因子之一的eIF4E結(jié)合。在真核細(xì)胞中，eIF4E可使核糖體錨定到mRNA分子上，開(kāi)始蛋白質(zhì)合成。當(dāng)PHAS-1與該起動(dòng)因子結(jié)合后，該因子就不能在蛋白質(zhì)合成中發(fā)揮它的作用。在激活狀態(tài)下，MAP激酶使PHAS-1磷酸化，其構(gòu)象會(huì)發(fā)生改變，使其失去結(jié)合eIF4E的能力；換言之，也就是使得該起動(dòng)因子在翻譯過(guò)程中能夠發(fā)揮它的作用。由此可以看出，在靶細(xì)胞中，MAP激酶級(jí)聯(lián)式反應(yīng)在轉(zhuǎn)錄和翻譯的調(diào)控上都起著重要作用。第64頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天第65頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天IFNaJAK1TYK2Kinase-receptorComplexSTAT1pSTAT1pp48IFNgJAK1JAK2STAT1pSTAT1ppGATA2STAT1ppGATA2ISRESTAT1pSTAT1pGAS,IREp48STAT1ppGATA2p48STAT1ppGATA2（二）JAK-STAT信號(hào)傳遞途徑

大多數(shù)造血細(xì)胞因子受體缺乏酪氨酸蛋白激酶活性，胞外區(qū)與配體結(jié)合后受體寡聚化，胞內(nèi)區(qū)募集并激活胞漿中酪氨酸蛋白激酶，然后激活轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。第66頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

造血細(xì)胞因子受體家族雖來(lái)自同一始祖基因，長(zhǎng)期進(jìn)化使各成員同源性并不高。除紅細(xì)胞生成素受體（EPOR）和生長(zhǎng)激素受體（GHR）等少數(shù)例外，該家族多數(shù)成員都由幾個(gè)亞基組成，至少有一條配體結(jié)合鏈和一條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)鏈，只有形成二聚體后才有功能。前者各不相同，專一地與配體結(jié)合，但親和力很低，且無(wú)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能，又稱“私有鏈”；后者參與多種受體的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，但無(wú)配體結(jié)合能力，稱為“公有鏈”。第67頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將它們分為兩類：第一類至少有20多種，其配體分別為IL-2、IL-7、IL-11、IL-12、IL-15、EPO、GH、G-SCF、GM-SCF、LIF等。第二類成員較少，其配體分別為INF-α/β、INF-γ和IL-10。此類受體至少有兩個(gè)亞基參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。

被活化的造血細(xì)胞因子受體召募的胞漿PTK稱為JAK，已發(fā)現(xiàn)JAK1、JAK2、JAK3和TyK2共4個(gè)成員，分子量120-140kDa。從C-端到N-端JAK分子中有7個(gè)高度保守的同源區(qū)。其中C-端的同源區(qū)1和2均為酪氨酸蛋白激酶活性區(qū)，遂以神話中的兩面天神Janus命名為Januskinase，縮寫(xiě)為JAK。第68頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

被JAK磷酸化而激活的轉(zhuǎn)錄因子STAT（signaltransducersandactivatorsoftranscription）至少有7種，即STAT1-6，其STAT5有a和b兩種。

STAT分子量為84-113kDa，由734－851個(gè)氨基酸組成。STAT通過(guò)分子中SH2結(jié)構(gòu)域與Tyr被磷酸化的受體結(jié)合，并被結(jié)合在相應(yīng)受體上的JAK磷酸化。

不同受體與不同JAK偶聯(lián)可選擇性激活不同STAT?；罨腟TAT需形成同源二聚體或STAT1-STAT2、STAT1-STAT3和STAT5a-STAT5b等異源二聚體，才能進(jìn)入細(xì)胞核。

STAT中部DNA結(jié)合區(qū)高度保守，可與DNA上被稱為IFN-γ活化位點(diǎn)（γinterferonactivationsite,GAS）的回文順序相結(jié)合。目前已發(fā)現(xiàn)十余種GAS序列，不同STAT二聚體識(shí)別不同GAS序列，表現(xiàn)出相對(duì)特異的功能。

第69頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

干擾素γ受體（IFNGR）由兩種亞基組成，亞基1含472個(gè)氨基酸殘基，N-端1-228為胞外區(qū)，C-端252-472為胞內(nèi)區(qū)，中間為跨膜區(qū)；亞基2含315個(gè)氨基酸殘基，N-端1-226為胞外區(qū)，C-端251-315為胞區(qū)，中間為跨膜區(qū)。

IFNGR1胞內(nèi)區(qū)近膜區(qū)有JAK1結(jié)合部位；IFNGR2胞內(nèi)區(qū)近膜處有JAK2結(jié)合部位。當(dāng)IFNγ二聚體與兩個(gè)IFNGR1結(jié)合時(shí)，產(chǎn)生兩個(gè)IFNGR2結(jié)合部位，形成受體活化形式四聚體。第70頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

受體鏈寡聚化和構(gòu)象變化促使締合在膜內(nèi)區(qū)的JAK2和JAK1通過(guò)自身磷酸化相繼活化，隨即催化IFNGR1鏈Tyr440磷酸化，形成STAT1的識(shí)別和?？课稽c(diǎn)。然后，兩個(gè)STAT1以其SH2結(jié)合于IFNGR1C-端區(qū)，被JAK將其C-端附近的Tyr701磷酸化?；罨腟TAT1形成二聚體進(jìn)入細(xì)胞核，被一種MAPK將其Ser727磷酸化，即可結(jié)合于專一的GAS元件并刺激基因轉(zhuǎn)錄（圖18）。第71頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天圖18干擾素γ信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)模式圖第72頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天敲除的基因表現(xiàn)型敲除的基因表現(xiàn)型JAK1圍產(chǎn)期死亡STAT4Th1分化障礙JAK2胚胎期死亡，造血缺陷STAT5a雌性乳腺發(fā)育受損JAK3重癥聯(lián)合免疫缺陷STAT5b雄性第二性征發(fā)育受損STAT1IFN信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)缺陷STAT6Th2分化障礙STAT2無(wú)法獲得胚胎STAT4和STAT6T細(xì)胞傾向Th1樣發(fā)育STAT3胚胎期死亡STAT5a和STAT5b雌性不育，體形變小，脾大，夭折表5

JAK/STAT基因敲除小鼠的表現(xiàn)型

通過(guò)JAK-STAT調(diào)控轉(zhuǎn)錄的基因很多，JAK-STAT的功能極其廣泛，表5列舉了幾種JAK-STAT基因敲除小鼠的表現(xiàn)型，或可為了解其生理意義提供有用的信息。第73頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天（三）干擾素-α信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

干擾素（IFN）是細(xì)胞對(duì)相關(guān)刺激反應(yīng)時(shí)所產(chǎn)生的細(xì)胞信號(hào)蛋白質(zhì)，是細(xì)胞因子超家族中一個(gè)糖蛋白類同源細(xì)胞因子家族，稱為IFN家族。已鑒定出該家族中3個(gè)主要成員：IFN-α、IFN-β和IFN-γ。對(duì)IFN-α生物學(xué)效應(yīng)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)理的研究較為深入。IFN-α由白細(xì)胞和原始淋巴細(xì)胞分泌，現(xiàn)已經(jīng)基因重組技術(shù)生產(chǎn)，并被廣泛應(yīng)用于治療白血病、淋巴瘤、實(shí)體瘤及病毒、原蟲(chóng)、寄生蟲(chóng)和真菌感染，其治療策略包括使用IFN-α單一治療、輔助治療和維持治療。近期研究表明，IFN-α與其受體結(jié)合后，可激活多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，從而發(fā)揮其抗病毒、抗腫瘤（抗增殖）及免疫調(diào)節(jié)等多種生物學(xué)功能。第74頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

1.JAK-STAT途徑

非受體性蛋白質(zhì)酪氨酸激酶超家族中的Janus激酶（JAK）家族及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄活化子（STAT）家族是細(xì)胞對(duì)IFN-α等細(xì)胞因子反應(yīng)的一些基本蛋白質(zhì)分子，構(gòu)成IFN-α及白細(xì)胞介素（IL）等細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的經(jīng)典途徑，稱為JAK-STAT途徑。

IFN受體通過(guò)JAK-STAT途徑轉(zhuǎn)導(dǎo)IFN的信號(hào)主要導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)抑制和抗病毒效應(yīng)。IFN-α與其效應(yīng)細(xì)胞的膜受體結(jié)合后，活化一類特殊的受體相關(guān)性酪氨酸蛋白激酶，即JAKs蛋白質(zhì)?；罨腏AKs蛋白質(zhì)即自身磷酸化并使受體復(fù)合物中其它成份磷酸化，并募集游離于胞漿的STATs并使其羧基端酪氨酸殘基磷酸化。磷酸化STATs蛋白質(zhì)與受體-JAKs復(fù)合物分離并經(jīng)同源或異型二聚化后位移至胞核內(nèi)，與其效應(yīng)基因序列中的應(yīng)答性調(diào)控元件結(jié)合而參與靶基因的轉(zhuǎn)錄活化。第75頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

研究JAKs突變的細(xì)胞株（γ2A細(xì)胞和U4C細(xì)胞）表明，在JAKs家族中，參與IFN-α信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要成員是JAK1和JAK2。JAK1和JAK2的氨基末端區(qū)是結(jié)合受體和活化STATs的活性功能區(qū)域。不同的JAKs家族成員參與不同類型細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要原因在于，不同的JAKs家族成員與各類受體及JAKs下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白之間的分子結(jié)構(gòu)及其相互作用的差異。

Abril等研究了一種對(duì)IFN刺激無(wú)反應(yīng)的胃癌細(xì)胞株AGS，發(fā)現(xiàn)AGS細(xì)胞內(nèi)STAT1表達(dá)水平特別低，其細(xì)胞核提取物缺乏與IFN刺激性反應(yīng)元件（ISREs）的結(jié)合活性，作者認(rèn)為STAT1缺乏即是AGS細(xì)胞對(duì)IFN刺激無(wú)反應(yīng)的原因，且表明該類缺乏STAT1的細(xì)胞對(duì)病毒感染高度敏感；同時(shí)STAT1缺乏將使腫瘤細(xì)胞具有選擇性優(yōu)勢(shì)，即使之逃避IFN的細(xì)胞生長(zhǎng)抑制效應(yīng)和T-細(xì)胞的抗腫瘤效應(yīng)。第76頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，STAT1基因遭受破壞的小鼠喪失對(duì)IFN的反應(yīng)性而極易受病毒和病原菌感染。Hung等研究發(fā)現(xiàn)，分化誘導(dǎo)劑丁酸鈉能增強(qiáng)IFN-α誘導(dǎo)的STAT1蛋白質(zhì)磷酸化及其活化，以及磷酸化抑瘤基因表達(dá)產(chǎn)物Rb蛋白質(zhì)的積累，并增強(qiáng)IFN-α誘導(dǎo)惡變細(xì)胞凋亡的效應(yīng)。

Jaster等報(bào)道參與IFN-α信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子主要是STAT1和STAT2，其中STAT1的作用更明確，而STAT5似乎并未參與介導(dǎo)IFN-α信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程。第77頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

2.IRF途徑干擾素調(diào)節(jié)因子（IRF）是眾多經(jīng)IFN誘導(dǎo)表達(dá)的蛋白質(zhì)中一個(gè)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子家族，其中對(duì)IRF-1和IRF-2蛋白質(zhì)的分子特性具有較多了解，近年研究發(fā)現(xiàn)該家族成員已超過(guò)10個(gè)。研究表明，IFN-α可誘導(dǎo)IRF表達(dá)上調(diào)，該效應(yīng)不依賴于STAT活化途徑，而是經(jīng)活化性核因子Kappab介導(dǎo)，被激活的IRF（主要為IRF-1或IRF-2）與其靶基因2′-5′寡聚腺苷酸合成酶（OAS）基因啟動(dòng)子中IFN反應(yīng)性元件結(jié)合而啟動(dòng)2-5OAS基因表達(dá)。第78頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

此外，活化性的IRF也可誘導(dǎo)p68激酶及RNA酶L（RNaseL）的表達(dá)，Northern印跡分析表明，經(jīng)IFN-α治療或體外培養(yǎng)的慢性期或急變期慢粒白血?。–ML）患者的粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞及CD34+細(xì)胞中IRF-1、IRF-2、2-5oAS、p68激酶及RNA酶L的表達(dá)均增強(qiáng)。這些蛋白質(zhì)均為IFN-α反應(yīng)性基因產(chǎn)物，它們協(xié)同作用，介導(dǎo)IFN-α信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)而主要呈現(xiàn)出IFN-α的抗細(xì)胞增殖效應(yīng)。第79頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.其它信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子

細(xì)胞被病毒感染能有效產(chǎn)生IFNs，先期研究發(fā)現(xiàn)，受IFN刺激的IFN受體（IFNR）與ISREs結(jié)合而激活I(lǐng)FN誘導(dǎo)性基因表達(dá)，且證實(shí)轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合物—干擾素刺激性基因因子3（ISGF3）是IFN信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的一類關(guān)鍵性介導(dǎo)復(fù)合因子。ISGF3由STAT1、STAT2和p48組成。近期研究表明，p48蛋白質(zhì)基因被靶向性損毀的小鼠細(xì)胞中其病毒誘導(dǎo)性IFN-α/β基因表達(dá)量嚴(yán)重不足，缺乏IFN-α受體（IFN-αR）或STAT1的細(xì)胞中其病毒誘導(dǎo)性IFN-α/β基因的表達(dá)水平也明顯降低，因而證實(shí)這類新發(fā)現(xiàn)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子具有轉(zhuǎn)導(dǎo)IFN信號(hào)及調(diào)節(jié)IFN基因表達(dá)的雙重功能。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，ISGF3能與IFN-α/β基因啟動(dòng)子序列中的病毒誘導(dǎo)性元件結(jié)合而啟始IFN基因表達(dá)。第80頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

腺病毒E1A蛋白可抑制p48及STAT1α蛋白質(zhì)的產(chǎn)生，并通過(guò)降低一種酪氨酸蛋白激酶—Lak-1蛋白質(zhì)水平而抑制STAT1α蛋白質(zhì)的磷酸化過(guò)程，從而阻礙IFN-α和IFN-γ的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。介導(dǎo)子p300和/或cAMP反應(yīng)性元件結(jié)合蛋白（CBP）可與STAT2的羧基末端序列結(jié)合而活化STAT2，ELA通過(guò)抑制p300/CBP的活性而抑制STAT2轉(zhuǎn)導(dǎo)，進(jìn)而阻礙IFN-α信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。

Petricoin等研究表明，IFN-α通過(guò)T細(xì)胞受體（TCR）的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程不依賴于JAK-STAT途徑，而是由酪氨酸激酶Lck、ZAP-70和酪氨酸磷酸酶CD45以及它們與IFN-α受體形成的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合物參與而共同介導(dǎo)。Estes等研究表明，B細(xì)胞受體（BFR）及膜蛋白CD40均參與了IFN-α誘導(dǎo)的由免疫球蛋白IgM、IgG2及IgA介導(dǎo)的免疫學(xué)反應(yīng)，且證實(shí)BCR與IFN-α交聯(lián)比BCR與IFN-α及CD40雙交聯(lián)能更有效地誘導(dǎo)IgG2介導(dǎo)的免疫學(xué)反應(yīng)。第81頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天Miscia等采用IFNα處理Burkitt淋巴瘤細(xì)胞數(shù)小時(shí)發(fā)現(xiàn)，磷脂酰肌醇3（PI3）激酶過(guò)度表達(dá)，并伴有胞漿及核內(nèi)P13激酶的磷酸化，提示P13介導(dǎo)了IFN-α在Burkitt淋巴瘤細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中胞漿—胞核的交互對(duì)話過(guò)程。Miyachi等研究發(fā)現(xiàn)，IFNα可誘導(dǎo)人類CML細(xì)胞株K562細(xì)胞的S期積累，丁酸鈉明顯增強(qiáng)該效應(yīng)，但丁酸鈉與IFN-γ聯(lián)合應(yīng)用則并不導(dǎo)致K562細(xì)胞S期積累，Western印跡分析表明，丁酸鈉的效應(yīng)依賴于IFN-α的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子中的一種34kDa的蛋白質(zhì)激酶cdc2的酪氨酸磷酸化。

Uddin等在研究造血細(xì)胞中IFN-α信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)時(shí)發(fā)現(xiàn)，src家族酪氨酸激酶Lyn通過(guò)其src同源區(qū)2（SH2）與Janus家族酪氨酸激酶Tyk-2偶聯(lián)，即IFN-α活化Tyk-2后，其信號(hào)經(jīng)Tyk-2的下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子—Lyn轉(zhuǎn)導(dǎo)并呈現(xiàn)IFN-α的生物學(xué)效應(yīng)，作者認(rèn)為這很可能是IFN-α的另一種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。第82頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

Caraglia等研究發(fā)現(xiàn)，IFN-α增強(qiáng)人類表皮癌KB細(xì)胞內(nèi)表皮生長(zhǎng)因子受體（EGFR）的表達(dá)及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，且增強(qiáng)熱休克蛋白（HSP）HSP-70，HSP-90及HSP-27的表達(dá)和激活氨基末端c-Jun激酶-1（JNK-1）以及激活由有絲分裂原p38活化的蛋白激酶，故認(rèn)為EGF-R、HSP-70、HSP-90、HSP-27及JNK-1等均可能是IFN-α的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子。在不同類型細(xì)胞中雖可能存在結(jié)構(gòu)相同的IFN-α受體及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的通用途徑，但基于IFN-α對(duì)不同類型細(xì)胞產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)差異甚大，例如抗病毒、抗細(xì)胞增殖、抗原蟲(chóng)、抗寄生蟲(chóng)及抗真菌感染等，故可以認(rèn)為IFN-α在不同類型細(xì)胞中的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)將主要經(jīng)與其生物學(xué)效應(yīng)相匹配的途徑和依賴于多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的交互作用。第83頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

如上所述，近年發(fā)現(xiàn)的參與IFN-α信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的各類信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑似乎尚有其獨(dú)立性，但隨著進(jìn)一步的深入探討，則必將發(fā)掘出其間的相互作用及其復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系，例如IFN-α可經(jīng)Fas介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑而下調(diào)CML細(xì)胞特征性蛋白p210bcl-abl的表達(dá)并恢復(fù)CML細(xì)胞對(duì)程序性死亡的敏感性。

細(xì)胞因子（包括IFN-α）信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑是一極其復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其研究雖已取得一些進(jìn)展，但尚無(wú)實(shí)質(zhì)性突破，將是后基因組時(shí)代的基礎(chǔ)性研究工作和具有挑戰(zhàn)性的研究課題。

第84頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

（四）MAPKs信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路絲裂原活化蛋白激酶（MAPKs）是細(xì)胞內(nèi)一類絲氨酸／蘇氨酸蛋白激酶。MAPKs信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路存在于大多數(shù)細(xì)胞內(nèi)，在將細(xì)胞外刺激信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)至細(xì)胞及其核內(nèi)，并引起細(xì)胞生物學(xué)反應(yīng)，如細(xì)胞增殖、分化、轉(zhuǎn)化及凋亡等。研究表明，MAPKs信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在細(xì)胞內(nèi)具有生物進(jìn)化的高度保守性，在低等原核細(xì)胞和高等哺乳類細(xì)胞內(nèi)，目前均已發(fā)現(xiàn)存在著多條并行的MAPKs信號(hào)通路，不同細(xì)胞外刺激可使用不同MAPKs信號(hào)通路，通過(guò)其相互調(diào)控而介導(dǎo)不同細(xì)胞生物學(xué)反應(yīng)。第85頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK）信號(hào)通路

1986年由Sturgill等人首先報(bào)道。最初其名稱十分混亂，曾根據(jù)底物蛋白稱之為MAP2K、ERK、MBPK、RSKK、ERTK等。此后，由于發(fā)現(xiàn)其具有共同結(jié)構(gòu)和生化特征，而被命名為MAPK。近年來(lái)，隨著不同MAPK家族成員發(fā)現(xiàn)，又重新改稱為ERK。

在哺乳類動(dòng)物細(xì)胞中，與ERK相關(guān)的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑被認(rèn)為是經(jīng)典MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，目前對(duì)其激活過(guò)程及生物學(xué)意義已有深入認(rèn)識(shí)。第86頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

研究證實(shí)，受體酪氨酸激酶、G蛋白偶聯(lián)受體和部分細(xì)胞因子受體均可激活ERK信號(hào)途徑。如：生長(zhǎng)因子與細(xì)胞膜特異受體結(jié)合，可使受體形成二聚體，二聚化受體使其自身酪氨酸激酶被激活；受體上磷酸化的酪氨酸又與位于膜上的生長(zhǎng)因子受體結(jié)合蛋白2（Grb2）SH2結(jié)構(gòu)域相結(jié)合，而Grb2的SH3結(jié)構(gòu)域則同時(shí)與SOS結(jié)合，后者使小分子鳥(niǎo)苷酸結(jié)合蛋白R(shí)as的GDP解離而結(jié)合GTP，從而激活Ras；激活的Ras進(jìn)一步與絲／蘇氨酸蛋白激酶Raf1的氨基端結(jié)合，通過(guò)未知機(jī)制激活Raf1；Raf1可磷酸化MEK1／MEK2上2個(gè)調(diào)節(jié)性絲氨酸，從而激活MEKs；MEKs為雙特異性激酶，可使絲／蘇氨酸和酪氨酸發(fā)生磷酸化，最終高度選擇性地激活ERK1和ERK2。第87頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

ERKs為脯氨酸導(dǎo)向的絲／蘇氨酸激酶，可磷酸化脯氨酸相鄰的絲／蘇氨酸。絲裂原刺激后，ERKs接受上游信號(hào)，可轉(zhuǎn)位進(jìn)入細(xì)胞核。因此，ERKs不僅可磷酸化胞漿蛋白，而且可磷酸化一些核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子如c-fos、c-Jun、Elk-1、c-myc和ATF2等，從而參與細(xì)胞增殖與分化的調(diào)控。另外，ERK還可磷酸化ERKs通路的上游蛋白如NGF受體、SOS、Raf1、MEK等，進(jìn)而對(duì)該通路進(jìn)行自身的負(fù)反饋調(diào)節(jié)。還有研究發(fā)現(xiàn)，ERKs可磷酸化胞漿內(nèi)的細(xì)胞骨架成份，如微管相關(guān)蛋白MAP1、MAP2和MAP4，參與細(xì)胞形態(tài)調(diào)節(jié)及細(xì)胞骨架重分布。

最近，國(guó)外學(xué)者又新克隆出ERK5及其上游激酶MEK5，這條MAPKs信號(hào)通路可被H2O2及高滲激活，其底物為c-Myc。此外發(fā)現(xiàn)還有ERK3及ERK4兩條通路存在，但目前對(duì)其激活信號(hào)、底物及生物學(xué)意義還不清楚。第88頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

而MKK4則可同時(shí)激活JNK1和p38。JNKK上游激活物為MEKK，MEKK1在體外過(guò)表達(dá)時(shí)可激活MEK，但MEKK1在體內(nèi)高度選擇性地磷酸化MKK4，從而激活JNK。MEKK2也可通過(guò)MKK4激活JNK和p38。

JNK／SAPK接受上游信號(hào)被激活后，可進(jìn)一步使核內(nèi)的轉(zhuǎn)錄因子c-Jun氨基末端63及73位的絲氨酸殘基磷酸化，進(jìn)而激活c-Jun而增強(qiáng)其轉(zhuǎn)錄活性。c-Jun氨基末端的磷酸化還可促進(jìn)c-Jun／c-Fos異二聚體及c-Jun同源二聚體形成，這些轉(zhuǎn)錄因子可結(jié)合到許多基因啟動(dòng)子區(qū)AP-1位點(diǎn)，增加特定基因的轉(zhuǎn)錄活性。

此外，JNK／SAPK激活后還可使轉(zhuǎn)錄因子Elk1和ATF2發(fā)生磷酸化，并使其轉(zhuǎn)錄活性增強(qiáng)。第89頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.JNK／SAPK通路

c-Jun氨基端激酶（JNK）又稱應(yīng)激活化蛋白激酶（SAPK），是哺乳細(xì)胞中MAPK另一亞類。目前，從成熟人腦細(xì)胞中已克隆了10個(gè)JNK異構(gòu)體，它們分別由JNK1、JNK2和JNK3基因編碼，JNK1和JNK2在各種組織細(xì)胞中廣泛表達(dá)，而JNK3選擇性在腦細(xì)胞中表達(dá)。

JNK／SAPK信號(hào)通路可被應(yīng)激刺激（如紫外線、熱休克、高滲刺激及蛋白合成抑制劑等）、細(xì)胞因子（TNFα，IL-1）、生長(zhǎng)因子（EGF）及某些G蛋白偶聯(lián)受體激活。外界刺激可通過(guò)Ras依賴或非Ras依賴兩條途徑激活JNK，小分子G蛋白R(shí)as超家族的成員之一Rho可能也是JNK激活的上游信號(hào)，Rho蛋白R(shí)ac及cdc42的作用可能是與p21激活的絲／蘇氨酸激酶PAK結(jié)合，使其自身磷酸化而被激活，而活化的PAK進(jìn)一步使JNK激活。已有研究證實(shí)，雙特異性激酶JNK

Kinase（JNKK）是JNK／SAPK上游激活物，包括MKK4（JNKK1）、MKK7（JNKK2），其中MKK7／JNKK2可特異性地激活JNK。第90頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.p38MAPK通路

p38MAPK是1993年由Brewster等人在研究高滲環(huán)境對(duì)真菌的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)。以后又發(fā)現(xiàn)它也存在于哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)，也是MAPKs亞類之一，其性質(zhì)與JNK相似，同屬應(yīng)激激活的蛋白激酶。

目前已發(fā)現(xiàn)p38MAPK有5個(gè)異構(gòu)體，分別為p38α、p38β1、p38β2、p38γ、p38δ。其分布具有組織特異性：p38α、p38β1、p38β2在各種組織細(xì)胞中廣泛存在，p38γ僅在骨骼肌細(xì)胞中存在，而p38δ主要存在于腺體組織。研究證實(shí)，p38MAPK通路激活劑與JNK通路相似。一些能夠激活JNK的促炎因子（TNFα、IL-1）、應(yīng)激刺激（UV、H2O2、熱休克、高滲與蛋白合成抑制劑）也可激活p38，此外，p38還可被脂多糖及G＋細(xì)菌細(xì)胞壁成分所激活。p38信號(hào)通路也由三級(jí)激酶鏈組成，其上游激活物為MKK3、MKK4及MKK6，與MKK4不同，MKK3、MKK6僅特異性激活p38。第91頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

體外細(xì)胞轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)表明，MEKK2。MEKK3可通過(guò)激活MKK4同時(shí)激活JNK和p38，而MEKK3通過(guò)激活MKK3特異性激活p38。不同的p38異構(gòu)體對(duì)同一刺激可有不同的反應(yīng)，IL-1對(duì)p38的激活明顯強(qiáng)于p38β，TNF1-α使p38活性達(dá)到高峰的時(shí)間明顯短于使p38β達(dá)到高峰的時(shí)間。不同的異構(gòu)體對(duì)底物的作用也具有選擇性，p38β2對(duì)ATF2的磷酸化作用明顯強(qiáng)于p38，p38γ可以磷酸化ATF2，但卻不能激活MAPKAP-K2和MAPKAP-K3；不同的異構(gòu)體與不同的上游激酶偶聯(lián)，MKK6可以激活p38α、p38β2、p38γ，而MKK3僅能激活p38α、p38γ。第92頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天

第四節(jié)細(xì)胞分化障礙與疾病

分化障礙是腫瘤細(xì)胞的基本特征。一、腫瘤細(xì)胞的誘導(dǎo)分化誘導(dǎo)分化：在誘導(dǎo)分化劑的作用下，腫瘤細(xì)胞的形態(tài)、生物學(xué)特性、生化標(biāo)志等與正常細(xì)胞接近或相同，即由惡性表型轉(zhuǎn)為正常表型，又稱逆轉(zhuǎn)。分化誘導(dǎo)劑：能使腫瘤細(xì)胞分化，出現(xiàn)類似正常細(xì)胞表型及功能的物質(zhì)。1.外源性分化誘導(dǎo)劑：機(jī)體自身不能合成，為非生理性。（1）極性化合物，如DMSO；（2）佛波酯類，如TPA；（3）抗生素類，如放線菌素D、阿霉素（高濃度時(shí)為毒性作用）；（4）抗癌藥物類，如5-Fu等。第93頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.內(nèi)源性分化誘導(dǎo)劑：機(jī)體自身可以產(chǎn)生，為生理性。（1）維生素類，如VitaminA、VitaminD；（2）激素類，如甾體激素、T3等（3）細(xì)胞因子，IFN、TGF

、EPO、GM－CSF、TPO等；（4）cAMP，激活PKA。臨床上，目前最為有效的誘導(dǎo)分化療法是RA治療粒系白血病。第94頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、癌基因與細(xì)胞癌變（一）癌基因的概念、分類和命名

1.概念及發(fā)現(xiàn)過(guò)程

Oncogene：指能引起腫瘤的基因，即這類基因表達(dá)時(shí)能使正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化為惡性細(xì)胞。

1911年Rous發(fā)現(xiàn)了第一種逆轉(zhuǎn)錄病毒RSV，并證明雞肉瘤濾液

具致瘤性，推測(cè)RSV為致瘤因子。

1970年Martin發(fā)現(xiàn)一株溫度敏感RSV，即tsRSV。用tsRSV感染

雞胚成纖維細(xì)胞，35℃時(shí)可使之轉(zhuǎn)化，但41℃可又使之

恢復(fù)正常。

Vogt分離到一轉(zhuǎn)化缺陷突變株tsRSV，并證明所卻失的

序列位于3端的一段RNA片段，命名為v-src（病毒肉瘤

基因）。這是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的病毒癌基因。第95頁(yè),共136頁(yè)，2024年2月25日，星期天1972年Bishop實(shí)驗(yàn)室（法國(guó)學(xué)者Stehelin）首先制備出32p-src探針，并以此探針證明雞及其他禽類細(xì)胞以及人類細(xì)胞中均含有與v-src同源的序列，且具有真核基因的特點(diǎn)（含內(nèi)含子及外顯子）。命名為細(xì)胞src（c-src），以后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其他許多種細(xì)胞癌基因。目前，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為v-onc起源于c-onc。原癌基因（proto-oncogene）

正常細(xì)胞中存在著c-onc樣序列，與c-onc的同源性很大