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个性化信号通路图不愁这个网站上就有

文章作者:程序开发 上传时间:2019-01-16

  信号通路(Signal pathway)的知识你都了解吗?申请基金时想扯点信号通路上去,抱抱信号通路的大腿有没有感觉困难呢?每种信号通路对应什么细胞现象?调控细胞的什么分子机制呢?

  定义:当细胞里要发生某种反应时,信号从细胞外到细胞内传递了一种信息,细胞要根据这种信息来做出反应的现象,叫做信号通路。

  记得之前发过一篇微信文章:,X师兄在这篇文章中把细胞的各个功能和一座城市的不同职能进行了类比,其中把信号通路(Signal pathway)比作是通信系统,例如微信、移动电话、email、QQ,顾名思义,信号通路主要起到信号传递作用,传递示意图:

  刺激因子(ligand):激素、生长因子、细胞因子、神经递质以及其它小分子化合物

  信号通路级联信号可以说是细胞活动最生动的写真了,从细胞生存必需的p53到代谢途径中的 mTOR信号,从发育过程中Wnt信号到细胞间沟通的受体酪氨酸激酶信号,我们正在一步步解析这一信号调控的关键过程。

  信号通路已经发现有很多种,每种信号通路分别负责执行不同的细胞功能,就像风雨雷电四位神仙一样,各司其职,或者像四位龙王一样,各自负责各 自的海域。我们一起来看下都有哪些知名的信号通路。

  由来:NF-κB(nuclearfactor-kappa B)是1986年从B淋巴细胞的细胞核抽提物中找到的转录因子[1],它能与免疫球蛋白kappa轻链基因的增强子B序列GGGACTTTCC特异性结合,促进κ轻链基因表达。它是真核细胞转录因子Rel家族成员之一,广泛存在于各种哺乳动物细胞中。

  由来:由酪氨酸激酶相关受体、酪氨酸激酶JAK和转录因子STAT信息链组成[2]。

  由来:MAPK,丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinases,MAPKs)是细胞内的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,MAPK信号通路由一组以级联方式依次活化的丝苏氨酸蛋白激酶组成,包括MAPK激酶激酶(MAP kinase kinase kinase,MKKK)、MAPK激酶(MAP kinasekinase,MKK)和MAPK,这三种激酶能依次激活,共同调节着细胞的生长、分化、对环境的应激适应、炎症反应等[3]。

  由来:Wnt得名于Wg(wingless),与小鼠中的Ints类似,wingless基因最早在果蝇中被发现并作用于胚胎发育,以及成年动物的肢体形成INT 基因最早在脊椎动物中发现,位于小鼠乳腺肿瘤病毒(MMTV)整合位点附近。Int-1 基因与 wingless 基因具有同源性,合二为一,成为Wnt[4]。

  功能、疾病:发挥生长、发育、代谢和干细胞维持等过程中发挥作用,与胚胎发育、癌症癌症、肥胖、糖尿病、类风湿性关节炎等有关,也和内耳的形成有关。

  由来:根据配体分子激活的不同的下游特异性通路可以分为TGF-β/Activin/Nodal和BMP/GDF/MIS两个亚家族通路。该信号通路的激活首先是TGF-βs配体分子与受体结合,从而使受体TβRs磷酸化,磷酸化的TβR-I直接作用于底物Smads蛋白,活化的Smads就将配体与受体作用的信号从细胞膜、胞浆传递到细胞核内,再与其他核内因子协同激活或者抑制靶基因的转录[5]。

  功能、疾病:调节细胞的生长、增殖、分化、迁移和凋亡等过程,与胚胎发育、骨骼等器官形成、机体的免疫反应相关。

  由来:磷脂酰肌醇3-激酶(PI3Ks)信号通路。PI3K可分为3类,其中研究最广泛的为I类PI3K, PI3K激活的结果是在质膜上产生第二信使PIP3, PIP3与细胞内含有PH结构域的信号蛋白AKT和PDK1(phosphoinositide dependent kinase-1)结合, 促使PDK1磷酸化AKT蛋白的Ser308导致AKT活化。活化的AKT通过磷酸化多种酶、激酶和转录因子等下游因子,进而调节细胞的功能。而mTOR是哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR),是PI3K/Akt 下游的一种重要的丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶。它可通过激活核糖体激酶,来调节肿瘤细胞的增殖、存活和侵袭转移[6]。

  胞外刺激因子:FGF、VEGF、HGF、血管位蛋白I(Ang1)、胰岛素等。

  功能、疾病:细胞的黏附、生长和存活,与包括癌症、神经病变、自身免疫性疾病和血液淋巴系统疾病、乳腺癌有关。

  Hedgehog通路:Nusslein-Volhard等人在筛选影响果蝇幼虫发育基因时,发现hedgehog基因突变会导致幼虫长满刚毛,因此称为hedgehog。其与基底细胞瘤,脑癌、肺癌、前列腺癌、胰腺癌和其它消化道器官癌。

  mTOR Signaling in GrowthControl and Disease:清华大学施一公教授的综述文章,在这篇特邀文章中,他以结果为基础,详细分析比较了六类蛋白磷酸酶的功能机理。

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