细胞信号转导与相关疾病.ppt
什么是细胞信号转导？细胞信号转导是指细胞通过胞细胞信号转导是指细胞通过胞膜或胞内膜或胞内受体受体感受某些感受某些信号信号的的刺激，经细胞内信号转导系统刺激，经细胞内信号转导系统转换，从而影响细胞生物学功转换，从而影响细胞生物学功能的过程。能的过程。受体包括：受体包括：膜受体膜受体和和胞内受体胞内受体膜受体膜受体（占受体的大多数占受体的大多数）1环状受体环状受体(离子通道型受体离子通道型受体)多为神经递质多为神经递质受体受体,受体分子构成离子通道。受体与信号分子结受体分子构成离子通道。受体与信号分子结合后变构合后变构，导致通道开放或关闭。引起迅速短暂，导致通道开放或关闭。引起迅速短暂的效应。的效应。2蛇型受体蛇型受体7次跨膜次跨膜-螺旋受体，有螺旋受体，有100多多种，都是单条多肽链糖蛋白，如种，都是单条多肽链糖蛋白，如G蛋白偶联型受蛋白偶联型受体。体。3单跨膜单跨膜-螺旋受体螺旋受体包括酪氨酸蛋白激酶型包括酪氨酸蛋白激酶型受体和非酪氨酸蛋白激酶型受体。受体和非酪氨酸蛋白激酶型受体。细胞信号转导胞内受体胞内受体（主要是核受体主要是核受体）位于胞液或胞核，结合信号分子后，位于胞液或胞核，结合信号分子后，受体表现为反式作用因子，可结合受体表现为反式作用因子，可结合DNA顺顺式作用元件，活化基因转录及表达。包括式作用元件，活化基因转录及表达。包括类固醇激素受体、类固醇激素受体、甲状腺激素甲状腺激素受体等。胞受体等。胞内受体都是单链蛋白，有内受体都是单链蛋白，有4个结构区：个结构区：高高度度可变区可变区DNA结合区结合区激素结合区激素结合区绞链区。绞链区。信号包括信号包括化学信号和物理信号化学信号和物理信号物理信号：物理信号：包括射线、紫外线、光信号、包括射线、紫外线、光信号、电信号、机械信号等。电信号、机械信号等。化学信号：化学信号：又被称为又被称为配体，配体，可分为可分为：疏水性的类固醇激素为代表，它们以疏水性的类固醇激素为代表，它们以单纯扩散方式透过细胞膜，与胞内受体结单纯扩散方式透过细胞膜，与胞内受体结合。合。亲水性分子的信号物质，其数量较大，亲水性分子的信号物质，其数量较大，首先作用于质膜的受体，再经跨膜的和细首先作用于质膜的受体，再经跨膜的和细胞内的信号转导而产生生物学效应。胞内的信号转导而产生生物学效应。细胞信号转导的途径细胞信号转导的途径离子通道型受体离子通道型受体介导的信号传导介导的信号传导G蛋白偶联受体蛋白偶联受体介导的信号传导介导的信号传导酶连型受体酶连型受体介导的信号传导介导的信号传导离子通道型受体离子通道型受体介导的信号转导介导的信号转导也称为：递质促离子型受体也称为：递质促离子型受体这类受体与神经递质结合后，引起这类受体与神经递质结合后，引起突触后离子通道的突触后离子通道的快速开放快速开放和离子和离子的的跨膜流动跨膜流动，导致突触后神经元或，导致突触后神经元或效应器细胞膜电位改变，从而实现效应器细胞膜电位改变，从而实现神经信号的快速跨膜转导。神经信号的快速跨膜转导。G蛋白偶联受体蛋白偶联受体介导的信号转导介导的信号转导也称为：促代谢型受体也称为：促代谢型受体主要信号蛋白：主要信号蛋白：配体配体受体受体G蛋白蛋白G蛋白蛋白效应器效应器第二信使第二信使功能效应功能效应特征：饱和性饱和性特异性特异性可逆性可逆性CAMP：第二信使酶连型受体酶连型受体介导的信号传导介导的信号传导也称为：受体酪氨酸激酶也称为：受体酪氨酸激酶能与受体结合而完成信号传导的细胞能与受体结合而完成信号传导的细胞外分子主要是各种生长因子。外分子主要是各种生长因子。当受体的细胞外部分与配体结合后便当受体的细胞外部分与配体结合后便可引起受体分子胞质侧部分可引起受体分子胞质侧部分酪氨酸激酪氨酸激酶酶的活化，继而触发各种信号蛋白沿的活化，继而触发各种信号蛋白沿不同的路径的信号转导。不同的路径的信号转导。受体异常与疾病受体异常与疾病 因受体的数量、结构或调节功能变化，使因受体的数量、结构或调节功能变化，使之不能介导配体在靶细胞中应有的效应所之不能介导配体在靶细胞中应有的效应所引起的疾病称为引起的疾病称为受体病受体病。受体异常可以表现为：受体异常可以表现为：1、受体下调受体下调或或减敏减敏,前者指受体数量减少，前者指受体数量减少，后者指靶细胞对配体刺激的反应性减弱或后者指靶细胞对配体刺激的反应性减弱或消失。消失。2、受体上调受体上调或或增敏增敏，使靶细胞对配体的，使靶细胞对配体的刺激反应过度，二者均可导致细胞信号转刺激反应过度，二者均可导致细胞信号转导障碍，进而影响疾病的发生和发展。导障碍，进而影响疾病的发生和发展。1信息分子异常信息分子异常指细胞信息分子过量或不足。指细胞信息分子过量或不足。如胰岛素生成减少，体内产生抗胰岛素抗体或胰如胰岛素生成减少，体内产生抗胰岛素抗体或胰岛素拮抗因子等，均可导致胰岛素的相对或绝对岛素拮抗因子等，均可导致胰岛素的相对或绝对不足，引起不足，引起高血糖高血糖。2受体信号转导异常受体信号转导异常指受体的数量、结构或调指受体的数量、结构或调节功能改变，使其不能正确介导信息分子信号的节功能改变，使其不能正确介导信息分子信号的病理过程。原发性受体信号转导异常，如家族性病理过程。原发性受体信号转导异常，如家族性肾性尿崩症是肾性尿崩症是ADH受体基因突变导致受体基因突变导致ADH受体合受体合成减少或结构异常，使成减少或结构异常，使ADH对肾小管和集合管上对肾小管和集合管上皮细胞的刺激作用减弱或上皮细胞膜对皮细胞的刺激作用减弱或上皮细胞膜对ADH的反的反应性降低，对水的重吸收降低，引起应性降低，对水的重吸收降低，引起尿崩症尿崩症。3G蛋白信号转导异常蛋白信号转导异常如如假性甲状旁腺假性甲状旁腺机能减退症机能减退症（PHP）是由于靶器官对甲状旁腺）是由于靶器官对甲状旁腺激素（激素（PTH）的反应性降低而引起的遗传性疾病。）的反应性降低而引起的遗传性疾病。4细胞内信号的转导异常细胞内信号的转导异常细胞内信号转导细胞内信号转导涉及大量信号分子和信号蛋白，任一环节异常均涉及大量信号分子和信号蛋白，任一环节异常均可通过级联反应引起疾病。如可通过级联反应引起疾病。如Ca2+是细胞内重要是细胞内重要的信使分子之一。在组织缺血的信使分子之一。在组织缺血-再灌注损伤过程中，再灌注损伤过程中，胞浆胞浆Ca2+浓度升高，通过下游的信号转导途径引浓度升高，通过下游的信号转导途径引起起组织损伤组织损伤。5多个环节细胞信号转导异常多个环节细胞信号转导异常在疾病的在疾病的发生和发展过程中，可涉及多个信息分子发生和发展过程中，可涉及多个信息分子影响多个信号转导途径，导致复杂的网络影响多个信号转导途径，导致复杂的网络调节失衡。引起调节失衡。引起非胰岛素依赖性糖尿非胰岛素依赖性糖尿病病。6同一刺激引起不同的病理反应同一刺激引起不同的病理反应同一刺同一刺激作用于不同的受体，从而引起不同的反激作用于不同的受体，从而引起不同的反应。例如应。例如感染性休克感染性休克发病过程中，在同一发病过程中，在同一刺激源（内毒素）作用下使交感神经兴奋，刺激源（内毒素）作用下使交感神经兴奋，若作用于若作用于受体，则引起动脉收缩表现为受体，则引起动脉收缩表现为冷冷休克休克;若交感神经兴奋激活若交感神经兴奋激活受体，使动、受体，使动、静脉短路开放，则表现为静脉短路开放，则表现为暖休克暖休克。7不同刺激引起相同的病理反应不同刺激引起相同的病理反应不同的不同的信号途径之间存在广泛交叉，不同刺激常信号途径之间存在广泛交叉，不同刺激常可引起相同的病理反应或疾病。例如心肌可引起相同的病理反应或疾病。例如心肌肥大的发病过程中，心肌负荷过重引起的肥大的发病过程中，心肌负荷过重引起的机械刺激，神经体液调节产生的去甲肾上机械刺激，神经体液调节产生的去甲肾上腺素、血管紧张素等，可通过不同的信号腺素、血管紧张素等，可通过不同的信号转导蛋白的传递，最终引起相同的病理反转导蛋白的传递，最终引起相同的病理反应应心肌肥大心肌肥大。分类分类累及的受体累及的受体主要临床特征主要临床特征遗传性受体病遗传性受体病膜受体异常膜受体异常家族性高胆固醇家族性高胆固醇血症血症LDL受体受体血浆血浆LDL升高，动升高，动脉粥样硬化脉粥样硬化家族性肾性尿崩症家族性肾性尿崩症 ADHV2型受型受体体性发病，多尿、口性发病，多尿、口渴和多饮渴和多饮视网膜色素变性视网膜色素变性视紫质视紫质进行性视力减退进行性视力减退遗传性色盲遗传性色盲视锥细胞视视锥细胞视蛋白蛋白色觉异常色觉异常严重联合免疫缺陷严重联合免疫缺陷症症IL-2受体受体链链 T细胞减少或缺失，细胞减少或缺失，反复感染反复感染II型糖尿病型糖尿病胰岛素受体胰岛素受体高血糖高血糖,血浆胰岛血浆胰岛素正常或升高素正常或升高核受体异常核受体异常ccc雄激素抵抗综雄激素抵抗综合征合征雄激素受体雄激素受体不育症，睾丸不育症，睾丸女性化女性化维生素维生素D抵抗性抵抗性佝偻病佝偻病维生素维生素D受体受体佝偻病性骨损佝偻病性骨损害秃发，继发害秃发，继发性甲状旁腺素性甲状旁腺素增高增高甲状腺素抵抗综甲状腺素抵抗综合征合征甲状腺素受体甲状腺素受体甲状腺功能减甲状腺功能减退，生长迟缓退，生长迟缓雌激素抵抗综雌激素抵抗综合征合征雌激素受体雌激素受体骨质疏松，不骨质疏松，不孕症孕症糖皮质激素抵糖皮质激素抵抗综合征抗综合征糖皮质激素受体糖皮质激素受体 多毛症多毛症,性早熟性早熟,低肾素性高血低肾素性高血压压自身免疫性受体自身免疫性受体病病重症肌无力重症肌无力Ach受体受体活动后肌无力活动后肌无力自身免疫性甲自身免疫性甲状腺病状腺病刺激性刺激性TSH受体受体抑制性抑制性TSH受体受体甲亢和甲状腺肿甲亢和甲状腺肿大大甲状腺功能减退甲状腺功能减退II型糖尿病型糖尿病胰岛素受体胰岛素受体高血糖，血浆胰高血糖，血浆胰岛素正常或升高岛素正常或升高艾迪生病艾迪生病ACTH受体受体色素沉着，乏力，色素沉着，乏力，血压低血压低继发性受体异常继发性受体异常心力衰竭心力衰竭肾上腺素能受体肾上腺素能受体 心肌收缩力降低心肌收缩力降低帕金森病帕金森病多巴胺受体多巴胺受体肌张力增高或强肌张力增高或强直僵硬直僵硬肥胖肥胖胰岛素受体胰岛素受体血糖升高血糖升高肿瘤肿瘤生长因子受体生长因子受体细胞过度增殖细胞过度增殖细胞信号转导异常性疾病防治的病细胞信号转导异常性疾病防治的病理生理学基础理生理学基础 1调整细胞外信息分子的水平调整细胞外信息分子的水平如如帕金森帕金森病患者的脑中病患者的脑中多巴胺浓度降低，通过补充其前体多巴胺浓度降低，通过补充其前体L-多巴多巴,可起到一定的可起到一定的疗效。疗效。2调节受体的结构和功能调节受体的结构和功能针对受体的过度激活或不足，针对受体的过度激活或不足，可分别采用受体抑制剂或受体激动剂达到治疗目的。可分别采用受体抑制剂或受体激动剂达到治疗目的。3调节细胞内信使分子或信号转导蛋白调节细胞内信使分子或信号转导蛋白目前临床应用目前临床应用较多的有调节胞内钙浓度的钙通道阻滞剂，维持细胞较多的有调节胞内钙浓度的钙通道阻滞剂，维持细胞cAMP浓度的浓度的受体阻滞剂和受体阻滞剂和cAMP磷酸二酯酶抑制剂。磷酸二酯酶抑制剂。4调节核转录因子的水平调节核转录因子的水平如如NF-B的激活是炎症反应的激活是炎症反应的关键环节，早期应用抑制的关键环节，早期应用抑制NF-B活化的药物，对控制一活化的药物，对控制一些全身炎症反应过程中炎症介质的失控性释放，改善病情些全身炎症反应过程中炎症介质的失控性释放，改善病情和预后可能是有益的。和预后可能是有益的。
