细胞信号通路大全

1 PPAR信号通路：过氧化物酶体增殖物激活受体( PPARs) 是与维甲酸、类固醇和甲状腺激素受体相关的配体激活转录因子超家族核激素受体成员。它们作为脂肪传感器调节脂肪代谢酶的转录。PPARs由PPARα、PPARβ和PPARγ 3种亚型组成。PPARα主要在脂肪酸代谢水平高的组织，如：肝、棕色脂肪、心、肾和骨骼肌表达。他通过调控靶基因的表达而调节机体许多生理功能包括能量代谢、生长发育等。另外，他还通过调节脂质代谢的生物感受器而调节细胞生长、分化与凋亡。PPARa同时也是一种磷酸化蛋白，他受多种磷酸化酶的调节包括丝裂原激活蛋白激酶( ERK-和p38．M APK) ，蛋白激酶A和

C( PKA，PKC) ，AM PK和糖原合成酶一3( G SK3) 等调控。调控PPARa生长信号的酶报道有M APK、PKA和G SK3。PPARβ广泛表达于各种组织，而PPAR γ主要局限表达在血和棕色脂肪，其他组织如骨骼肌和心肌有少量表达。PPAR-γ在诸如炎症、动脉粥样硬化、胰岛素抵抗和糖代谢调节，以及肿瘤和肥胖等方面均有着举足轻重的作用，而其众多生物学效应则是通过启动或参与的复杂信号通路予以实现。鉴于目前人们对PPAR—γ信号通路尚不甚清，PPARs 通常是通过与9-cis维甲酸受体( RXR)结合实现其转录活性的。

2 MAPK信号通路:mapk简介:丝裂原激活蛋白激酶（mitogen—activated protein kinase，MAPK）是广泛存在于动植物细胞中的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。作用主要是将细胞外刺激信号转导至细胞及其核内，并引起细胞的生物化学反应（增殖、分化、凋亡、应激等）。

MAPKs家族的亚族 :ERKs（extracellular signal regulated kinase)：包括ERK1、ERK2。生长因子、细胞因子或激素激活此通路，介导细胞增殖、分化。

JNKs(c-Jun N-terminal kinase)包括JNK1、JNK2、JNK3。此亚族成员能使Jun转录因子N末端的两个氨基酸磷酸化而失活，因此称为Jun N末端激酶(JNKs)。物理、化学的因素引起的细胞外环境变化以及致炎细胞因子调节此通路。

P38 MAPKs：丝氨酸/络氨酸激酶，包括p38 α、p38β、p38γ、p38δ。p38 MAP K参与多种细胞内信息传递过程 ,能对多种细胞外刺激发生反应,可磷酸化其它细胞质蛋白,并能从胞浆移位至细胞核而调节转录因子的活性来改变基因的表达水平 ,从而介导细胞生长、发育、分化及死亡的全过程。

ERK5:是一种非典型的MAPK通路，也叫大MAPK通路，只有一个成员。它可被各种刺激因素激活。不仅可以通过磷酸化作用使底物活化，并且通过C端的物理性结合作用激活底物。

3 ERBB信号途径:ErbB 蛋白属于跨膜酪氨酸激酶的 EGF 受体家族成员。ErbB 的命名来源于在禽红白血病 B( v-Erb-B) 发现的 EGF 受体的突变体,因而 EGF 受体亦称为“ ErbB1”。人源 ErbB2 称为HER2, 特指人的 EGF 受体。ErbB 家族的另外两个成员是 ErbB3 和 ErbB4, 它们是通过同源克隆技术被发现的。ErbB2、 ErbB3 和 ErbB

4 分别编码相对分子质量为 18

5 × 103、 160 × 103和 180 × 103的蛋白酪氨酸激酶。

ErbB 受体的结构包括胞外结合区结构域( 含有两个保守的半胱氨酸富集区) 、一个跨膜结构域、一个酪氨酸激酶结构域以及 C-末端结构域。ErbB2 的酪氨酸激酶区与 EGF 受体相比有高达 80% 的同源性, 在总体上同源性达到50% 。而且, EGF 受体、ErbB2 和 ErbB4 在结构上更为相似, 与 ErbB3 则有较大差异。ErbB 蛋白之间需形成同源或异源二聚体后才能与 NRG 结合。ErbB2( HER2/neu) 缺乏能够使其激活配体, NRG1 介导 ErbB2 受体的活化需ErbB3或 ErbB4 的参与, 形成异源性二聚体, 所以 ErbB2 又称为共受体。ErbB3 虽然能与 NRG 结合, 但是其本身只有很低的激酶活性。在 ErbB2 的协同作用下,这一活性可提高 100 倍。所以 ErbB3 必须依赖异源二聚体的形成通过反式酪氨酸磷酸化激活。而ERBB4 既可以与 ERBB2、 ERBB3 形成异源二聚体,也可以自身形成 ERBB4/ERBB4 同源二聚体。二聚体的形成并不是一个随机的过程, 如含有 ErbB2 的二聚体倾向于形成 ErbB2/ErbB3 或ErbB2/ErbB4 异源二聚体, 它们与 NRGs 的亲和力超过了其他类型的二聚体。与 NRG 结合后 ErbB 形成同源或者异源二聚体, 二聚体细胞内的酪氨酸残基发生自身磷酸化, 触发了一个复杂的连续分子间的相互作用。磷酸化位点可以与一些接头蛋白结合, 如生长因子受体结合蛋白 2、 Shc、 Sos、磷脂酶 C γ、磷脂酰肌醇 3 激酶( phosphatidylinositol 3-kinase, PI3K ) 的 p85 亚基和Src, 从而引起了下游信号级联反应, 如 PI3K /Akt、促分裂素原活化蛋白激酶( mitogen-activated protein ki-nases, MAPK) /Ras/Erk1/2、磷脂酶 C γ和成簇黏附激酶, 进而直接改变细胞质中的反应进程和基因表达。其中MAPK 和 PI3K 信号通路最为重要, 并且两条通路有着相似的作用。

4 泛素—蛋白酶体途径( upp ): 蛋白质的降解是一个精细控制的过程，首先有待降解的蛋白质被一种多肽（称之为泛素）所标记，接着这些蛋白质进入细胞的蛋白酶复合体中，蛋白酶复合体是一个上下有盖的圆桶状酵素，它们如同细胞的垃圾桶，专门负责蛋白质的分解及再循环利用，泛素在这一过程中释出讯号，让蛋白酶复合体分辨出有待降解的蛋白质

泛素—蛋白酶体途径( upp )由泛素( ubiquitin, ub)以及一系列相关的酶组成。除泛素以外还包括4 种酶家族:泛素活化酶( ubiquitin - activating enzyme, E1 ) 、泛素偶连酶( ubiquitin - conjugating enzymes, E2 s)也称泛素载体蛋白( ubiquitin -carrier protein) 、泛素-蛋白连接酶( ubiquitin - ligating

enzymes, E3 s)和蛋白酶体(proteasome) 。蛋白的泛素化和去泛素化都需要多种酶介导, upp既有高度底物多样性又具有针对不同调控机制的多样性。

由泛素介导的蛋白水解过程,分为2个阶段。

第一阶段:多个泛素分子与靶蛋白共价结合。首先,泛素经泛素活化酶E1 活化,泛素上76位的Gly与泛素活化酶上特殊的Cys残基形成一个高能硫酯键,并伴有ATP水解; 然后,通过转酯作用,泛素从泛素活化酶转移到泛素结合酶E2 的Cys上,形成泛素结合酶- 泛素;最后,在泛素连接酶E3 参与下,泛素又从泛素结合酶转移到受体蛋白(靶蛋白)的Lys残基上,形成泛素- 靶蛋白,使靶蛋白发生泛素化。多个遍泛素分子重复地附加到靶蛋白上,则形成分枝的多Ub链。泛素共有7个Lys残基,在多聚泛素链结构中,其中一个泛素的C - 末端Gly与相邻的泛素之间通过Lys48、Lys63或Lys29连接。

第二阶段: 靶蛋白在26 s蛋白酶体的作用下,由泛素介导的蛋白水解过程。经泛素活化的底物蛋白被展平后,通过两个狭孔,进入26 s蛋白酶体的催化中心,蛋白降解在20 s蛋白酶体内部发生。进入26 s蛋白酶体的底物蛋白质被多次切割,最后形成3～22个氨基酸残基的小肽。

5 溶酶体:溶酶体是由一个单位膜围成的球状体。主要化学成分为脂类和蛋白质。溶酶体内富含水解酶，由于这些酶的最适pH值为酸性，因而称为酸性水解酶。其中酸性磷酸酶为溶酶体的标志酶。由于溶酶体外面有膜包着，使其中的消化酶被封闭起来，不致损害细胞的其他部分。否则膜一旦破裂，将导致细胞自溶而死亡。溶酶体可分成两种类型：一是初级溶酶体，它是由高尔基囊的边缘膨大而出来的泡状结构，因此它本质上是分泌泡的一种，其中含有种种水解酶。这些酶是在租面内质网的核糖体上合成并转运到高尔基囊的。初级溶酶体的各种酶还没有开始消化作用，处于潜伏状态。二是次级溶酶体，它是吞噬泡和初级溶酶体融合的产物，是正在进行或已经进行消化作用的液泡。有时亦称消化泡。在次级溶酶体中把吞噬泡中的物质消化后剩余物质排出细胞外。吞噬泡有两种，异体吞噬泡和自体吞噬泡，前者吞噬的是外源物质，后者吞噬的是细胞本身的成分。溶酶体第一方面的功能是参与细胞内的正常消化作用。大分子物质经内吞作用进入细胞后，通过溶酶体消化，分解为小分子物质扩散到细胞质中，对细胞起营养作用。第二个方面的作用是自体吞噬作用。溶酶体可以消化细胞内衰老的细胞器，其降解的产物重新被细胞利用。第三个作用是自溶作用。在一定条件下，溶酶体膜破裂，其内的水解酶释放到细胞质中，从而使整个细胞被酶水解、消化，甚至死亡，发生细胞自溶。细胞自溶在个体正常发生过程中有重要作用。如无尾两栖类尾巴的消失等

溶酶体的生物发生:溶酶体的形成是一个相当复杂的过程，涉及的细胞器有内质网、高尔基体和内体等。比较清楚的是甘露糖-6-磷酸途径（mannose 6-phosphate sorting pathway）：溶酶体的酶类在内质网上起始合成，跨膜进

入内质网的腔，在顺面高尔基体带上甘露糖6-磷酸标记后在高尔基体反面网络形成溶酶体分泌小泡，最后还要通过脱磷酸才成为成熟的溶酶体．大多数溶酶体的酶在寡糖链上含有甘露糖，在顺面高尔基网络转变成甘露糖-6-磷酸。新形成的溶酶体的酶通过高尔基复合体，在高尔基体反面网络与膜受体结合后被包进溶酶体分泌小泡，通过出芽形成自由的分泌泡。通过H+-质子泵调节溶酶体分泌小泡中的pH，使溶酶体的酶同受体脱离，受体再循环，溶酶体酶脱磷酸后成为成熟的初级溶酶体。

6吞噬体:吞噬体是一类病毒，原指细菌病毒，近年来发现真菌、藻类都有吞噬体。吞噬体体积微小，只有在电子显微镜下才能看见，是一种非细胞结构的生命，只有进入宿主细胞才具有生命特征，并具有寄主专一性。吞噬体结构简单，包括蛋白质外壳和包裹在蛋白质内的遗传物质——一个核酸分子（DNA或RNA）。在遗传上研究得比较清楚的是大肠杆菌的T系吞噬体，其外形一般呈蝌蚪状，只相当于他的寄主大肠杆菌体积的1/1000，每个吞噬体大约是由等量的蛋白质和核酸组成。吞噬体展示是一种非常有效的体外筛选技术。把一个小肽或蛋白质通过基因工程的方法融合到吞噬体外壳蛋白上，从而使融合蛋白展示在吞噬体颗粒的外部，而编码融合蛋白的DNA则位于病毒颗粒内部。展示在吞噬体外部的蛋白与编码蛋白的DNA之间的这种联系，使得我们可以通过体外筛选的方法来对大量的蛋白变异体进行筛选，并且每个蛋白都能与其相对应的DNA序列联系起来。

科学家常把一组编码多肽的随机DNA序列插入吞噬体展示载体，然后就可以形成吞噬体展示文库。在文库中，每个吞噬体只展示一种序列的外源肽链，一个吞噬体展示文库可以展示非常多的外源肽链。

细胞藉内吞作用摄入固体物质的过程称吞噬作用（phagocytosis），被吞噬到细胞质内的膜包小体称吞噬体（phagosome）

7 细胞凋亡:细胞凋亡(apoptosis) , 是由于内外环境变化或死亡信号触发以及在基因调控下所引起的细胞主动死亡过程，这一过程对消除机体内老化和具有潜在性异常生长的细胞,以及保持机体处于稳态(homeostasis)起着重要的作用。由于这种死亡是由基因调控引发的，因此也被称为程序性细胞死亡(programmed cell death,PCD)。目前大多数人认为，肿瘤是一种细胞凋亡过少而增殖过多的疾，病若能抑制肿瘤细胞的增殖并诱导其凋亡，肿瘤细胞就有可能停止生长[1]。细胞凋亡时细胞质、细胞核和细胞膜会发生一系列生物化学和物理上的变化。在细胞凋亡早期, 细胞膨胀变圆, 与邻近细胞的联系断绝并且脱离后皱缩。在细胞质中, 内质网肿胀积液形成液泡。在细胞核内, 染色质逐渐凝集成新月状, 附在核膜周边，嗜碱性增强。最终细胞核裂解为由核膜包裹的碎片。在细胞膜上, 细胞结点不再相连, 细胞膜变得更活跃进而发生内陷。这些变

化都将导致细胞裂解为由细胞膜包裹细胞内容物的凋亡小体。在生理条件下, 细胞膜上发生特定的调节作用, 这可以使吞噬细胞识别并吞噬凋亡小体。在细胞发生凋亡的过程中不会伴有细胞内容物渗漏和炎症反应。此外, 与细胞凋亡相比, 细胞坏死将导致细胞器的崩解、细胞膜破损，大量细胞内容物渗漏。但在体外培养的细胞中, 坏死的细胞能导致大量细胞凋亡, 这为具有吞噬功能的细胞发挥吞噬功能创造了条件, 这一机制被认为是对缺乏专业吞噬细胞的一种有力补充。在体内, 正在死亡的细胞( dying cell) 是很难被观察到的, 这是由于凋亡细胞被其邻近的细胞在无任何明显征兆的情况下吞噬和消化。为了保持细胞内环境的稳定, 细胞群落依靠凋亡机制在增殖与消减之间保持着严格的平衡[2]。

细胞凋亡的三条主要通路分别是死亡受体介导的凋亡途径或外在途径（dea-th receptor- mediated pathway 或extrinsic pathway)和线粒体凋亡途径或内在途径(mitochondrial pathway 或intrinsic pathway) 以及内质网途径(endoplasmic retucul-um pathway)

凋亡的基因调控:

3.1 Bcl-2基因家族

Bcl-2(B-cell lymphoma/leukemia-2) 即细胞淋巴瘤/白血病-2基因是研究最早的与凋亡有关的基因，是一种凋亡抑制基因，它可使DNA受损的细胞能长期生存，又称长寿基因，是维持癌细胞无限制生长的主要基因。Bcl-2家族包括Bcl-2、Bax、Bcl-X、Bcl-w、Bak、Bad、A1、NR-13和Mcl-1，其中Bax、Bak、Bcl-Xs是促凋亡因子，其余为抗凋亡因子。Bcl-2对细胞周期无明显影响，而对细胞死亡的干扰有选择性，阻止了细胞死亡的最后途径，包括核苷酸内切酶对DNA的降解。Bax是Bcl-2的一种同源蛋白，最近发现Bax既可以形成同聚体，又可与Bcl-2形成异二聚体(Bcl-2/ Bcl-2、Bcl-2/bax、bax/bax)，通过它们之间的不同比例来调节细胞凋亡[19]。例如，有研究发现去甲斑蝥素（NCTD）作用于Ca9-22和SAS细胞凋亡过程时，分别与Bcl-2、Bcl-xl表达下调有关[20]。

3.2 p53基因

p53基因定位于17p13. 1上，是人类多种恶性肿瘤中突变频率最高的抑癌基因并与细胞凋亡有密切的关系。正常的P53基因，即野生型P53基因(wtP53)与突变型P53基因均参与细胞凋亡的调节，但二者的作用不同，wtP53对凋亡具有促进作用，而突变型P53则对凋亡有抑制作用[21]。故P53基因的功能状态是影响细胞凋亡的主要因素，野生型P53是某些细胞内DNA损伤无法修复时导致细胞凋亡发生的重要调控基因，而突变型P53不仅失去正常的肿瘤抑制基因的作用，而且部分出现癌基因的促进细胞增殖的作用，使突变细胞逃避凋亡途径而发生肿瘤。此外， Diane等[22]发现，p53通过一种依赖损伤调控的自噬调节剂(damage- regulated autophagy modulator,DRAM) 诱导细胞自我吞

噬，并且当只有DRAM发生过表达时会导致最小限度的细胞凋亡，即DRAM是p53介导的细胞凋亡的关键因子。

3.3 c-myc 基因

C-myc基因是细胞凋亡调控中又一个重要的相关基因，其表达产物既可推进细胞周期，促使细胞转化，抑制细胞分化，又可介导细胞凋亡的发生。C-myc诱导的细胞凋亡发生在细胞周期的不同时期，并与细胞的种类、细胞的生长条件以及引起c-myc不当表达的原因等有关，并不为所有类型的细胞凋亡所必需。C-myc原癌基因编码一种DNA结合蛋白，是转录因子，具有双重效应，常与其他细胞凋亡调控蛋白一起对细胞的凋亡起调控作用。通常，c-myc基因表达与其他促癌条件共存时，起促细胞增殖的作用；与其他抑癌条件共存时，就反过来导致细胞走向死亡。蔡辉等[23]观察了c-myc反义寡核苷酸(ASODN)对胃癌MKN-45细胞株的生物学影响。结果显示c-myc基因反义寡核苷酸能明显抑制胃MKN-45细胞增殖、诱导细胞凋亡和下调c-myc蛋白水平。

3.4 P16和Rb基因

P16和Rb也是机体内重要的抑癌基因,P16基因编码的蛋白质是一种肿瘤抑制因子；P16与细胞周期素D竞争结合CDK4，从而特异性抑制CDK4的活性，导致抑癌基因RB的产物对转录因子的抑制作用，阻止细胞从G0期进入G1期，使细胞生长停滞。Rb基因编码的蛋白质Rb蛋白磷酸化修饰对细胞生长、分化起着重要调节作用。GF作用于HepA细胞后,细胞抑癌基因Rb和p16表达显著增强，表明GF对抑癌基因和有激活作用[24]。

8 Wnt信号通路:Wnt信号通路是一个复杂的蛋白质作用网络，其功能最常见于胚胎发育和癌症，但也参与成年动物的正常生理过程. Wnt信号通路包括许多可调控Wnt信号分子合成的蛋白质，它们与靶细胞上的受体相互作用，而靶细胞的生理反应则来源与细胞和胞外Wnt配体的相互作用。尽管发应的发生及强度因Wnt配体，细胞种类及机体自身而异，信号通路中某些成分，从线虫到人类都具有很高的同源性。蛋白质的同源性提示多种各异的Wnt配体来源于各种生物的共同祖先。经典Wnt通路描述当Wnt蛋白于细胞表面Frizzled受体家族结合后的一系列反应，包括Dishevelled受体家族蛋白质的激活及最终细胞核内β-catenin水平的变化。 Dishevelled (DSH)是细胞膜相关Wnt受体复合物的关键成分，它与Wnt结合后被激活，并抑制下游蛋白质复合物，包括axin、GSK-3、与APC蛋白。axin/GSK-3/APC 复合体可促进细胞内信号分子β-catenin的降解。当“β-catenin 降解复合物”被抑制后，胞浆内的β-catenin 得以稳定存在，部分β-catenin进入细胞核与TCF/LEF转录因子家族作用并促进特定基因的表达。

9 HEDGEHOG信号通路: Hedgehog基因是一种分节极性基因，因突变的果蝇胚胎呈多毛团状，酷似受惊刺猬而得名。哺乳动物中存在三个Hedgehog的同源基因：SonicHedgehog(SHH)、Indian

Hedgehog(IHH)和Desert Hedgehog(DHH)，分别编码Shh、Ihh和Dhh蛋白。Hh蛋白家族成员均由两个结构域组成：氨基端结构域(Hh-N)及羧基端结构域(Hh-C)，其中Hh-N有Hh蛋白的信号活性，而Hh-C则具有自身蛋白水解酶活性及胆固醇转移酶功能。Hh前体蛋白在内质网中通过自身催化分裂成 Hh-N及Hh-C两部分，其中Hh-C共价结合胆固醇分子、并将其转移到Hh-N的羧基端，随后在酰基转移酶的作用下Hh-N氨基端的半胱氨酸发生棕榈酰化。Hh蛋白只有通过这些翻译后的修饰过程才能获得完全功能。

Hh信号传递受靶细胞膜上两种受体Patched(Ptc)和

Smoothened(Smo)的控制。受体Ptc由肿瘤抑制基因Patched编码，是由12个跨膜区的单一肽链构成，能与配体直接结合，对Hh信号起负调控作用。受体Smo由原癌基因Smothened 编码，与G蛋白偶联受体同源，由7个跨膜区的单一肽链构成，N端位于细胞外，C端位于细胞内，跨膜区氨基酸序列高度保守，C 末端的丝氨酸与苏氨酸残基为磷酸化部位，蛋白激酶催化时结合磷酸基团。该蛋白家族成员只有当维持全长时才有转录启动子的功能，启动下游靶基因的转录；当羧基端被蛋白酶体水解后，就形成转录抑制子，抑制下游靶基因的转录。Smo是Hh信号传递所必须的受体。在无Hh、Ptc的情况下，激活Smo可导致Hh 靶基因的活化；基因Smo突变时，可出现与Hh 基因突变相同的表征。

目前发现的参与Hh信号转导的核内因子包括转录因子Ci／Gli、丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶Fused(Fu)、Fu抑制剂(SuFu)、类运动蛋白 Costal-

2(Cos2)、蛋白激酶A(PKA)等。其中Ci／Gli、Fu起正调控作用，Cos 2、PKA起负调控作用。Gli蛋白家族成员是较大的多功能的转录因子，属于C2 H2型锌指结构蛋白。

在正常情况下，Ptc抑制Smo蛋白活性，从而抑制下游通路，这时下游的Gli蛋白在蛋白酶体(Proteasome)内被截断，并以羧基端被截断的形式进入细胞核内，抑制下游靶基因的转录。当Ptc和Hh结合以后，解除对Smo 的抑制作用，促使 Gli蛋白与PKA及一些未知因子与微管形成大分子复合物，使得全长Gli蛋白进入核内激活下游靶基因转录。Hh-Gli通路可以诱导Ptc的转录，形成负反馈的调控环。当Ptc发生突变或缺失时、或是Smo 突变导致对Ptc的抑制作用不敏感致使基因活化，致使Hh信号通路失控，使Gli持续激活、启动靶基因转录。在正常时，Ptch蛋白抑制跨膜蛋白Smo的活性。Hh结合Ptch后释放Smo来阻断Ptch蛋白的功能，并通过潜伏的Gli 家属转译因子激活转译靶分子。 Gli蛋白可以通过与Su(fu)蛋白的抑制物的结合来调节。[

VEGF通路的途径如下：

VRGF激增，促血管内皮细胞生长因子和抗血管内皮细胞生长因子数量失衡→VEGF与受体结合，产生一些列细胞信号级联反应→新血管生长分化→促进肿瘤生长

类似的VEGF通路在正常人体内也存在，其作用为促进血管等脉管生成与分化。不同在于，正常组织内促血管内皮细胞生长因子和抗血管内皮细胞生长因子数量是相对平衡的，由于抗血管内皮细胞生长因子的存在，这种促进作用是可控且正常的。但在肿瘤组织中，促血管内皮细胞生长因子数量远多于抗血管内皮细胞生长因子，VEGF通路则导致了血管生长失控，肿瘤组织内大量新血管生成。

免疫逃逸

VEGF干扰抑制树突细胞，阻断B细胞核和T细胞的抗原呈递，进而导致肿瘤产生免疫逃逸，妨碍机体正常的免疫作用，使残存肿瘤细胞不能被完全除掉。

11 toll样受体信号通路:Toll 样受体(TLRs)是一个模式识别受体家族，它们在进化上高度保守，从线虫到哺乳动物都存在TLRs，目前在哺乳动物中已发现 12 个成员[1]．TLRs 主要表达于抗原递呈细胞及一些上皮细胞，为玉型跨膜蛋白，胞外区具有富含亮氨酸的重复序列，能够特异识别病原微生物进化中保守的抗原分子———病原相关分子模式 (pathogen-associatedmolecular patterns, PAMPs)[2]．为了有效地抵抗入侵的病原体，机体需要对多种PAMPs 产生适当的免疫应答，TLRs 可以通过识别 PAMPs 诱发抵抗病原体的免疫反应．而且 TLRs 也参与识别有害的内源性物质．TLRs 的激活可诱导很强的免疫反应，有利于机体抵抗病原体感染或组织损伤，但是过度的免疫反应也会带来不利影响，如产生内毒素休克、自身免疫性疾病等．为了保证 TLRs 介导正确的免疫应答，机体存在精密的负调控机制，及时抑制 TLRs 信号，维持机体的免疫平衡[3]TLR 家族成员(TLR3 除外)诱导的炎症反应都经过一条经典的信号通路(图 1)，该通路起始于TLRs 的一段胞内保守序列———Toll/IL-1 受体同源区(Toll/IL-1 receptor homologous region，TIR)．TIR可激活胞内的信号介质———白介素 1 受体相关蛋白激酶 (IL-1R associated kinase，IRAK) IRAK-1 和IRAK-4、肿瘤坏死因子受体相关因子 6(TNFR-associated factor 6, TRAF-6)、促分裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase，MAPK)和 I资B激酶 (I资B kinase， I资K )，进而激活核因子资B(nuclear factor 资B，NF-资B)，诱导炎症因子的表达．TLRs 信号通路上的许多接头蛋白都具有 TIR结构域：髓系分化因子 88(myeloid differentiationfactor 88， MyD88)、 MyD88- 接头蛋白相似物(MyD88-adaptor like，Mal)、含有 TIR 结构能诱导干扰素茁的接头分子 (TIR

domain-containingadaptor inducing interferon 茁，TRIF)、TRIF 相关接头分子(TRIF-related adaptor molecule，TRAM)和SARM (sterile 琢 and armadillo motif-containingprotein)[4]．它们参与 TLRs 所介导的信号转导，其中 MyD88 最重要，参与了除 TLR3 外所有 TLRs介导的信号转导．MyD88 首先通过 TIR 与 TLRs 相结合，接着募集下游信号分子 IRAK-4，IRAK-4 磷酸化激活IRAK-1，随后活化 TRAF6．活化的 TRAF6 具有泛素连接酶(E3)的活性，能够结合泛素结合酶(E2)，进而泛素化降解 IKK-酌．这种泛素化降解可以活化TGF-茁激酶(TGF-茁 activated kinase 1， TAK1) 和TAK1 结合蛋白 (TAK1 binding protein， TAB1、TAB2、TAB3)．活化的 TAK1 会催化 IKK-茁磷酸化，最终激活 NF-资B，促使炎症因子的表达．除了共同的NF-资B 激活通路，不同的 TLRs 还存在着其特有的信号通路，一些 TLRs 具有募集 Mal、TRAM 和 TRIF 的作用．不同的接头分子在信号传导中发挥的作用不同[5]，TRIF 在脂多糖(LPS)激活的 TLR4 途径和 Poly(I∶C)激活的 TLR3 途径中都起到了重要的作用，而 TRAM 仅在 TLR4 的途径中发挥作用．TLRs 的激活是一把双刃剑，它可以通过刺激先天性免疫应答和提高获得性免疫反应来保护机体，但是它所引起的持续性炎症反应也会对机体产生损伤，自身免疫、慢性炎症和感染性疾病都与它有一定关系．例如 LPS 持续刺激 TLR4 就可以引起严重的败血病和感染性休克，此外，类风湿性关节炎、慢性阻塞性肺心病、结肠炎、哮喘、心肌病、狼疮和动脉粥样硬化的发生也与 TLRs 的激活有关．因此 TLRs 的激活必须受到严格的负调控，以保持免疫系统的稳定．对于负调控机理的研究是近几年免疫学的热点，以下将介绍 TLRs 负调控的研究进展(图 1)．

12 T细胞受体信号通路:T 细胞是淋巴细胞的一个亚群，在免疫应答中发挥了重要作用。T细胞受体 (TCR) 是一种内在膜蛋白复合物，参与抗原提呈时 T 细胞的激活。TCR 所受刺激由抗原提呈细胞上的主要组织相容性复合体(MHC) 蛋白触发，该细胞可将抗原肽提呈给 TCR 复合物，并诱导一系列细胞内信号级联反应。TCR 的参与可引发正性 (信号增强) 和负性 (信号减弱) 级联反应，最终导致细胞增殖、分化、细胞因子生成和/或激活诱导性细胞死亡。这些信号级联反应可调节 T 细胞发育、内稳态、活化、效应功能获得及凋亡。T细胞活化时信号传递由T细胞表面抗原识别受体介导，外来信号经受体及相关蛋白传递给包内的蛋白络氨酸激酶，此后启动三条下游信号途径：一为磷脂酶C-Y1介导的信号途径，二为Ras-M APK途径，三为共刺激分子介导的磷酸肌醇激酶-3辅助信号途径，同时保持免疫应答的平衡，避免过度活化，T细胞的活记过程还受到抑制性信号通路的调节，这些通路彼此交织，构成一个十分复杂的T细胞活化调控网络。

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13 B细胞受体信号通路:B细胞受体( Bcel lreceptor, BCR)表面IgM 和IgD，是初始B细胞的抗原受体，其包含一段只有三个氨基酸( 赖氨酸、缬氨酸和赖氨酸) 的胞质尾区。该尾区由于太短无法传递信号，因此必须利用由两个分子Iga和Igl 3凭借二硫键彼此相连组成的Ig结构簇介导信号，该结构簇在B细胞中表达且共价结合在膜Ig分子上。Iga和1gb对于细胞表面表达膜Ig分子是必需的，且其与膜Ig分子的结合组成了BCR复合体。在Iga和Igl 3复合物的胞质尾区包含信号传递必需的酪氨酸基序又称免疫受体酪氨酸激活基序，且该复合体的释放与Src家族的酪氨酸蛋白激酶(PTKs)有关，BCR的结构及其潜在的交互作用功能为识别和处理信息以及传递细胞外信号提供了非常综合但却灵活的平台，因此在B细胞中围绕BCR所产生的一系列分子交互作用和级联放大反应构成了BCR相关的信号通路( 见图3) 。此通路开始于表面Ag和Ig的结合，交叉结合的Ig受体进入特殊的细胞膜区域或脂双分子层，此区域存在大量的结合蛋白和信号分子，其中Src蛋白家族的PTKs Lyn，、Fyn、Lck和BLK等就与脂双分子层结合并锚定在其内侧的细胞质膜上。这些PTKs可通过磷酸化Ig“ p来激活BCR，进而诱导位于Igcx／l B胞质尾区的ITAM s与PTKsSyk上的Src同源2( Src hom ol ogy 2，SH 2) 结构域非共价结合，激活下游通路。此外，为与1TAM s上的磷酸化后酪氨酸结合，PTKs--Lyn、Fyn、Lck、BTK及Syk, ZAP70等通过自身磷酸化和相互磷酸化被激活进而磷酸化下游信号分子，而磷酸化后的ITAM s也可更新其它具有SH 2结构域的组分,Syk 和其它PTKs可通过一些衔接蛋白激活大量的下游信号通路。在B细胞中，激活的Syk可磷酸化衔接蛋白SLP65。SLP65为分子量65的SH 2结合淋巴细胞磷蛋白( SH 2-bi ndi ng l eukocyl e phosphoprotei nof 65kDa) 又名B细胞连接蛋fl (Bcel l l i nkerprotei n，BLN K) 。磷酸化衔接蛋白可促进其对于其它包含SH 2和酪氨酸磷酸化结合( phosphotyrosi ne-bi ndi ng，PTB) 结构域的蛋白酶的更新。这些蛋白酶包括鸟嘌呤核苷转换蛋白，此蛋白可独立激活Ras、Rac、磷脂酶CY( phosphol i pase C丫i soform ，PLC?) 和PTKs。更新这些下游效应子的激活，可促进其各自特异性的信号通路的Ras．M AP 激酶( 有丝分裂原激活蛋白酶) 通路就是在抗原刺激的B细胞中被激活的下游通路之一。B细胞发育是发育免疫学研究的重要问题之一，而不同类型B细胞的标记分子则为诊断B细胞肿瘤并明确其根源提供了靶点。我们推测在B．CLL 细胞内BCR相关基因和蛋白研究中所确定的异常表达因子同样在B细胞发育过程中发挥着重要作用，而在不同亚型B细胞( 包括CLL B细胞) 中差异表达的因子也可为B．CLL细胞的起源假说提供一定的理论支持。在B细胞个体发生过程中，可以分泌具有不同抗原亲和特异性抗体的B淋巴细胞产生在两个阶段，即发生在骨髓中的抗原非依赖阶段和发生在外周淋巴器官的抗原依赖阶段。

14 FcεRI信号通路:

Fc ε RI的结构特点

Fc ε RI是一异型多聚复合物 ,属于多条链的免疫识别受体。它以αβγ2 四聚体或αγ2 三聚体的形式存在。α亚基包括胞外区和穿膜区。胞外区含有两个免疫球蛋白样结构区 ,其中第二个即近膜端结构区是与 IgE Fc 段相结合的区域 ,另一个结构区与高亲和力结合有关4。α亚基含有 7 个 N 链的糖基化位点 ,影响受体的分泌和稳定性。进一步研究表明这些糖基化位点对α链的正确折叠是非必需的 ,且不影响其与 IgE 的结合1。α亚基是触发过敏反应的关键部位4。David 等的研究证实5,去除α亚基的小鼠因不能完整表达 Fc ε RI 而不会发生 IgE 介导的过敏反应。β亚基分为穿膜区和胞内区。它是一穿膜 4 次的抗原性受体 ,现将其同 CD20、 HTm4 命名为MS4A 基因家族6。因此其 N 端和 C 端均在胞浆内 ,N 端含有特征性的脯氨酸 ,其功能尚未知;C 端含有免疫受体酪氨酸活化基序(ITAM) 。β亚基是γ亚基介导的 Syk 酪氨酸激酶激活效应的放大剂 ,它可以将酪氨酸激酶的活性及钙内流放大 5～7 倍 ,而其本身几乎很少或不能对 Fc εI 的交联产生信号传导4。Donadieu. E等研究表明β亚基具有第二个放大功能 ,即放大 Fc ε RI 在细胞表面的表达。上述发现也为 Fc ε RI 在不同细胞 ,如β阴性细胞 (单核细胞、树突状细胞)和β阳性细胞(肥大细胞、嗜碱性粒细胞)之间分布密度的较大不同提供了一个分子水平上的可能解释7。γ亚基以硫化物同型二聚体的形式存在。胞外由二硫键连接两个γ亚基 ,各有一个穿膜区。胞内区具有 ITAM 基序 ,γ亚基与 TCR的ζ链属于同一家族成员 ,它在 Fc ε RI 发生交联后可被激活 ,它是 Fc ε RI 在细胞膜表达和细胞内信号转导所必需。γ亚基的另外一个明确的功能是便于人α亚基在细胞表面的表达8。β与γ亚基的胞内区都具有 ITAM基序 ,它们分别同 lyn、 syk 不同的非受体型酪氨酸激酶作用介导信号转导。在人类αβγ2与αγ2 可同时在一个细胞上表达 ,其表达的比例因个体而不同 ,它们都有激活造血细胞的功能 ,由于β亚基的放大作用 ,所以两者表达比例的大小决定了Fc ε RIΠ IgE介导免疫反应的大小 ,同时说明β亚基至少在Fc ε RI 介导的信号转导的某些方面是非必需的4。Saini 等利用流式细胞仪及PCR 测量细胞表面 Fc ε RI α、β亚基的比例 ,结果表明其比例与α亚基的表面表达有关 ,且个体间的变异较大9。在啮齿类动物 ,Fc ε RI只以αβγ2 的形式表达10。

Fc ε RI介导的细胞内信号转导

当多价抗原与 IgE 结合引起至少两个以上的Fc ε RI的交联 ,才能激活肥大细胞。在 Fc ε RI 聚集交联后 ,lyn ,src 家族的 PTK被激活 ,lyn 的激活又使β链、γ链及邻近的蛋白酪氨酸磷酸化 ,磷酸化的β、γ亚基反过来再分别激活 lyn、Syk。激活的 lyn 又磷酸化激活 Btk、 Emt ,两者均是 Tec 家族分别引起胞内Ca 外流及激活 PKC 的作用。PKC 的激活和细胞外钙的增加是脱颗粒反应所必需。以上是众所周知的早期激活事件11。Enrique O 等在研究中进一步发现12,在这早期激活事件中 lyn 与其底物仅有短暂的相互作用 ,以此来调节 Fc ε RI

交联的信号传导。作者解释这样有利于 Syk 及时接近γ亚基中的ITAM ,以便下游的信号传导;另外可以保持 lyn 的一定供应量 ,有利于新的受体交联后的信号传导。Fc ε R 交联 ,Lyn、 Sky 激活 ,其下游事件尚不明确。目前研究有以下几条途径 : ①有丝分裂原激活蛋白激酶途径(MAPK) MAPK家族成员包括 :分裂原激活的蛋白激酶(MAPK) ,又称细胞外信号调节的激酶 ( ERK) ; c2Jun N 端的激酶 (JNK) ; P38MAPK;ERK5Π BMK1。它们主要磷酸化后能激活包括一些转录因子在内的多种效应蛋白 ,对诱导 TNF2 α、 IL22 的编码起重要作用。可以观察到在 Fc ε RI 交联 ,Lyn、Syk 激活后 ,vav、 shc 的酪氨酸磷酸化及shc、 Grab 间联系增加。ShcΠ GrabΠ sos 复合物可以激活 H2Ras ,以此激活以下蛋白激酶系列 : C2Raf21 →MEK1Π 2 →ERK1Π 2 ,此途径被认为是 Syk 的下游 ,并进一步激活磷脂酶 A2 ,这是释放花生四烯酸的必要的酶8。目前研究发现在肥大细胞中JNK有多条激活途径 ,包括Btk、 PKC、 JNK激酶、

SEK1、 MKK7。Bruton’ s 酪氨酸激酶 (BTK) ,一个 Tec 家族的 PTK,在 Fc εRI 交联后可被Lyn 磷酸化激活 ,当它在细胞中存在时 ,可通过 PKC依赖性和非依赖性途径激活 JNK,分别表示如下 :(A)BTK 2PLC2 γ→ DAG→PKC → JNK;

(B)BTK→PAC1 →PAK →MEKK →MKK7 →JNK; (C) PAK →MEKK1 → SEK1 → JNK;其中(C) 能被 PI32K抑制剂及SEK1 的缺失而抑制10。P38 也可因受体的交联而被激活。Kimata.M等应用 EPK及 P38MAPK途径的抑制剂发现 ,在 HCMC 花生四烯酸代谢产物的释放由 ERK 途径介导的 ; G M2CSF 的产生可同时通过ERK、 JNK途径 ;而 P38MAPK途径负性调节 JNK途径13。因此进一步提示 MAPK途径在 HCMC 中对炎症介质的释放所起的作用。② Rho 家族属于小 G蛋白超家族 ,根据其一级结构的同源性可分为 ras、rho、 rab、Arf、 Sarl、 Ran 6 个家族 ,由于其内在的 GTP酶活性较低 ,受控于鸟苷酸交换因子与 GTP 酶激活蛋白。目前研究发现 ras、 rho 家族参与 Fc ε RI激活后的反应。Rho 家族包括 Rho ,Rac 和 Cdc42 等 ,是肌动蛋白细胞骨架的重要调节因子 ,最近的研究提示RhoGTPase 也参与 RBL 细胞 Fc ε RI激活后的反应 ,包括肌动蛋白细胞骨架的重新分布、钙离子的动员、脱颗粒、 JNK的激活。例如 ,无 Rac、 Cdc42 表达的 RBL细胞抑制了 Fc ε RI 介导的脱颗粒反应14。Field. K.A等构建了突变型 RBL 肥大细胞 B6A4C115,缺乏Fc ε RI信号传导及脂质载体 ,Fc ε RI 的交联不能引起钙离子的动员 ,在细胞中转染人 Cdc42 和Rac 后恢复了抗原刺激的脱颗粒反应 ,结果证实 Cdc42 和(或) Rac 的激活对于Fc ε RI 介导的信号传导致动员及脱颗粒相当重要。③PI32K传导途径PI32K 参与大量的细胞功能的调节 ,细胞的有丝分裂、分化、存活(保护细胞免于凋亡)及细胞骨架的重排的膜成分的运动。其主要产物有 PI(3) P、 PI(3、 4) P2、PI(3、4、 5) P3。PI3K的一个主要底物是 PK B ,又称 RAC激酶(RAC2PK) 或蛋白激酶 Akt16。Tamotsu. I 等在其实验中应用 Wormannin ,一种 PI32K抑制剂 ,在BMMC中抑制了 Fc ε RI 介导的 JNK的激活17。结果说明PI32K参与调节JNK活性来调节细胞因子的转录和脱颗粒反应。Nabil. D 实验证实 ,在RBL 细胞中 ,PI32K对于 Fc ε RI 交联后 Rac 调节的 PK B 的激活是必需的 ,并且 Rac 在其上游 ,并进一步证实 PI32K并不参与 Vav 介导的 Fc ε RI 交联后Rac 的激活8。关于 PI32K与 Rac 信号传导之间的关系 ,目前尚有许多争议 ,根

据研究所用的细胞及受体类型的不同而不同。应该指出以上几条途径并不能独立存在完成 ,它们间相互依赖、作用 ,交叉激活。

Fc ε RI的生物学功能

Fc ε RI的生物学功能 ,最主要功能是参与 IgE介导的 I型超敏反应 ,促进肥大细胞、嗜碱性细胞释放炎性介质 ,分泌细胞因子 ,表达粘附分子。此外还有抗原提呈和抗寄生虫作用 ,主要与 Fc ε RI 在皮肤狼罕氏细胞及嗜酸性细胞表面表达有关。最近 DavidD 的研究发现 Fc ε R 细菌的易位和肠道的炎症有关22。通过表达人的 Fc ε RI 的转基因小鼠与 Fc ε RI缺乏小鼠比较 ,发现前者结肠白介素 4 的水平增高 ,粪便中菌群的组成发生极大变化 ,细菌向肠系膜淋巴结易位。

5 Fc ε RI受体的应用由于 IgE、 Fc ε RI在变态反应中的重要作用 ,人们根据 Fc ε RI的特殊结构、信号传导通路 ,设计一段寡核苷酸多肽、嵌合体、化学物质等可以通过干扰Fc ε RI的结构或者干扰 IgE 的结合位点或阻断信号传导而阻止 Fc ε RI介导的 I型超敏反应。H1M 研究证实可以通过合成 Fc ε RI α亚基的反义寡核苷酸 (ODN) ,使α亚基表达缺陷 ,从而抑制IgE介导的过敏反应 ,其成果已经在小鼠体内、体外得到证实。进一步的工作尚需在人类肥大细胞上进行。近十年人们重点开始转向能够阻断受体、配体相互作用的抗体 ,于是人们制备了许多针对 IgE 及Fc ε RI 受体的单克隆及多克隆抗体。Michal 曾筛选一个 Fc ε RI α亚基单克隆抗体 417、 5114 ,其单价的Fab 在与 Fc ε RI α亚基细胞外区结合的同时并不使细胞脱颗粒 ,这是个有用的单克隆抗体24。M. Haak 等构造了一个嵌合体 ,Fc ε RI2IgG免疫粘附素25。它是由 Fc ε RI α亚基的细胞外区和 IgG1重链的 CH2、 CH3、铰链区相结合而组成的重构体。它对游离的 IgE 具有高亲和力 ,但不能识别已结合到受体上 IgE,因此不会引起受体交联。该重构体通过 Fc ε RI的α亚基细胞外区识别游离的 IgE,而 IgG的CH2、 CH3 可延长重构体在体内的循环时间 ,还有易提纯、易检测的优点 ,由于其组成部分均来源于人类 ,不会引起免疫排斥反应。因此 Fc ε RI IgG可能有助于人类与 IgE有关的过敏反应的治疗。Syk 是 Fc ε RI交联后信号传导中的重要 PTK,人们曾用鼠模型 ,通过各种方法来消除 Syk ,如应用Syk选择性抑制剂、Syk 阴性的细胞株 ,来自 Syk 基因敲除的小鼠的细胞、 Syk 的反义寡核苷酸等 ,几乎可以消除全部信号传导。然而人类不太可能轻易使用 Syk 抑制剂 ,因为这种激酶还有许多其他必需的功能 ,包括 T 细胞、 B 细胞、血小板生长及功能。Christopher L 研究发现某些供体的嗜碱性粒细胞未检测到 Syk ,对 Fc ε RI的交联未显示 VLA24 介导的粘附活性的增加及 IL24 的产生 ,但 Syk 的 mRNA 持续存在 ,IL23 的存在可恢复 Syk 蛋白的表达。因此将非释放型嗜碱性粒细胞中 Syk 的这种可逆行抑制引入过敏性炎症病人中 ,是否是一种可行的治疗方法.

15 GnRH信号途径：促性腺激素释放激素(GnRH ) 是下丘脑分泌的酰胺化十肽，是机体整合了各种内外环境刺激后，生殖调控体系最终的共同通路促性腺激素释放激素与垂体前叶细胞膜上特异的G 蛋白偶联受体(GPCR) 结合，激活胞内一系列信号分子，最终使特定的基因表达，合成并分泌黄体生成素和卵泡刺激素。此外，GnRH 脉冲频率的变化可影响胞内信号通路组件和下游基因反

应的模式。促性腺激素基因自身结构的差异及各自启动子结构的不同，可部分解释G nRH 受体下游基因反应的频率敏感性。