信号转导在癌症治疗中的应用
信号转导在癌症治疗中的应用文献综述
内容摘要
癌症是当今社会危害人类健康的首要疾病之一，其治疗手段有很多，一般为放疗、化疗。生物治疗作为今年来新兴的癌症治疗方法，正越来越吸引科学工作者的注意。在对癌症的生物治疗方面，利用癌细胞信号转导通路的特殊性来治疗癌症为其主要研究方向之一。本文就信号转导在癌症治疗中的应用，主要谈了癌细胞的特殊信号通路及抑制通路达到治疗的方法，并对癌症的预防和检测做了展望。
关键词：信号传导JAK-STAT通路MAPK通路Wnt通路肿瘤癌症抑制基因表达
引言：
恶性肿瘤是当今世界上危害人体健康最严重的疾患之一。据WHO统计，全球每年因患癌症死亡约600余万人。在我国，每年约有100多万新发现的肿瘤病人，而且目前现有的治疗方法像手术、放疗、化疗对身体伤害极大，其他先进技术像生物治疗、基因治疗等有较多的禁忌症、且治疗费用较高，不能被一般百姓所接受。因此，寻找新型治疗方法仍是我国及世界各国所关注的焦点。
众所周知：肿瘤的发生、发展是多种基因参与、多阶段的过程，其中细胞信号传导通路与肿瘤的演化密不可分。侵袭和转移是恶性肿瘤的生物学特性之一,涉及癌基因和抑癌基因的激活或失活,许多癌基因和抑癌基因位于不同信号传导通路的不同部位,对肿瘤的发生、发展、侵袭和转移具有重要的作用。Notch、JAK-STAT、MAPK、Wnt信号传导通路与肿瘤侵袭转移的分子机制具有密切的关系。因此,深入研究信号传导通路与肿瘤侵袭和转移的机制必将为肿瘤靶向性基因治疗提供新的分子靶点和途径。本文通过研究肿瘤的侵袭及转移与其信号传导分子的变化规律以探讨肿瘤发生的内在本质，为治疗和预防提供了科学依据，为通过信息调控系统开发研制抗癌新药提供了新的途径。
信号转导在癌症治疗方面的应用很多，主要的治疗手段分为三种：直接通
过物质抑制癌症细胞的信号传导诱导其凋亡；诱导或抑制基因表达产物从而抑制癌症细胞的信号传导；物理方法抑制癌症细胞的信号传导，通过物理方法如辐射，光动力等破坏癌细胞中关键物质的活性及分子结构从而阻碍信号通路的转导。本文将主要就这三种通路来谈一下信号转导在癌症治疗中的应用。
1.1信号传导在肿瘤发生和治疗的作用
肿瘤的发生发展是多种基因参与多阶段的过程，其中信号转导通路与肿瘤的演化密不可分。以通路为基础的功能实验研究致力于识别癌症中同信号通路的潜在癌变，这或可为更有效的治疗及更好的效果铺砌一条道路。
一项有关胰腺癌的综合性遗传学分析鉴定了63种遗传变异，由这些变异确立了12个核心细胞信号通路，该12个核心信号通路在67%-100%的肿瘤中存在遗传变异。
主要对Notch、JAK-STAT、MAPK、Wnt信号传导通路在肿瘤侵袭和转移中的作用作一下讲解。
1.1.1Notch通路
1.1.1.1 Notch通路简介
Notch信号转导通路由Notch受体、Notch配体和CSL构成．DNA结合蛋白3部分组成。哺乳动物有Notchl、2、3、4等4个异构体。Notch受体的细胞质部分(NIC)有4个保守区域组成。
1.1.1.2 Notch通路过程
DSL和Notch受体结合，Notch受体激活，γ-促分泌酶(γ-secretase)和肿瘤坏死因子-α-转化酶(TNF-α-converting enzyme,TACE)切割Notch受体蛋白，产生ICN(Intracellular domain of Notch)。ICN进入细胞核，生成CLS-ICN 复合体，激活HES等分化拮抗基因的表达。
1.1.1.3 Notch通路与细胞癌变
据文献[2]报道Notch是通过Akt、P38、STAT3等基本信号通路调节干细胞增殖的。Notch和肿瘤的关系最先是在T细胞白血病中发现的：由点突变或者染色体易位t(7；9)(q34：q34．3)引起的T细胞白血病中，Notch通路都是持续活化的[3]。随后的研究表明，许多肿瘤都与Notch信号通路活性的改变有关。鉴于Notch信号通路在细胞分化、增殖以及机体发育过程中发挥极其重要的作用，其信号传递异常会导致肿瘤的发生也在意料之中。这一关系首先在人类急性T淋巴细胞白血病中得以证实，其病因是染色体易位使hNotch 1基因与T细胞受体β基因融合，产生组成型活化的hNotch 1突变体导致Notch信号的过度活化[4]。随后的研究发现在前列腺癌[5]、乳腺癌[6]、子宫颈癌[7]等多种肿瘤细胞及其衍生的细胞系中，均存在Notch受体及配体的异常表达。除Notch受体及配体变异可引发肿瘤外，该信号通路中介导NICD与CSL结合的辅助因子MAML突变也可导致肿瘤发生[8]。另外，Notch信号也可与其他信号通路互作共同诱发肿瘤。例如，Notch 1突变体通过与Myc协同作用加速淋巴瘤生成和恶化[9]。然而，有人发现Notch也可扮演抑癌基因的角色[10]，这也反映了细胞所处微环境与Notch信号发挥的具体功能密切相关。
HaJlah等人应用小鼠小脑颗粒前体细胞转导sonichedgehog(SHH)信号通路的活化型smo讪end基因制备髓母细胞瘤模型，发现不但SHH通路的靶基因Glil及NInyc表达增高，而且Notcll2及其靶基因Hes5表达亦随之增高：说明sHH信号通路可诱导Notch信号通路活性增高。应用可溶性Deha配体及Y-分泌酶抑制剂可抑制细胞增殖，诱导凋亡[11]。
1.1.2JAK-STAT通路
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2.1 JAK-STAT通路简介
JAK是一种重要的酪氨酸蛋白激酶,STAT是一种重要的核转录因子。细胞因子与受体结合后激活JAK,再进一步激活STAT。研究发现,STAT3在多种肿瘤组织中异常表达和激活,并与肿瘤的增殖、分化、细胞凋亡、血管生成、浸润转移和免疫逃避密切相关。STAT3蛋白的活性形式在多种肿瘤的侵袭和转移过程中起着重要的作用。例如胸腺上皮细胞瘤、结直肠腺瘤、具有淋巴结转移的皮肤鳞状细胞癌等。JAK（just another kinase或janus kinase）是一类非受体酪氨酸激酶家族，已发现四个成员，即JAK1、JAK2、JAK3和TYK1，其结构不含SH2、SH3，C段具有两个相连的激酶区。
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2.2 JAK-STAT通路过程
细胞因子与相应的受体结合后引起受体分子的二聚化，这使得与受体偶联的JAK激酶相互接近并通过交互的酪氨酸磷酸化作用而活化。JAK激活后催化受体上的酪氨酸残基发生磷酸化修饰，继而这些磷酸化的酪氨酸位点与周围的氨基酸序列形成“停泊位点”（docking site），同时含有SH2结构域的STAT蛋白被招募到这个“停泊位点”。最后，激酶JAK催化结合在受体上的STAT蛋白发生磷酸化修饰，活化的STAT蛋白以二聚体的形式进入细胞核内与靶基因结合，调控基因的转录。值得一提的是，一种JAK激酶可以参与多种细胞因子的信号转导过程，一种细胞因子的信号通路也可以激活多个JAK激酶，但细胞因子对激活的STAT分子却具有一定的选择性。例如IL-4激活STAT6，而IL-12却特异性激活STAT4。
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2.3 JAK-STAT通路与细胞癌变
杨光等发现[12]：STAT3表达高的肿瘤细胞,MMP2表达也较高,通过转染STAT3至侵袭性较差的肿瘤细胞,观察到STAT3可直接与MMP2启动子结合并刺激MMP2表达上调。STAT3通过刺激MMP2的表达增加了肿瘤的侵袭和转移。
在原位胰腺肿瘤动物模型中,阻断STAT3的活性可明显抑制VEGF的表达、血管生成和胰腺肿瘤的肝转移。大鼠的黑色素瘤模型中,沉默STAT3的活性可明显减少MMP-2的表达,降低黑色素瘤的肺转移。增强STAT3的活性可以使黑色素瘤细胞MMP-2、VEGF表达升高增加肿瘤的侵袭和血管生成,从而使转移能力增强。
在白血病细胞中普遍存在着JAK-STAT信号通路的持续激活，因此，STAT 蛋白也就成为重点检测的指标之一。激酶JAK对整个信号通路激活起着关键作用。迄今，我们已经在人体白血病细胞中发现了很多JAK基因的点突变，其中的一些点突变造成激酶JAK持续激活STAT蛋白。最典型的例子就是JAK2 V617F 突变（蛋白JAK2第617位的缬氨酸突变成苯丙氨酸）造成JAK-STAT信号通路的异常激活。曾有一份针对白血病患者的统计结果显示，222例AML（acute
总字数：19,361 图：5 表：0 第七章细胞信号转导异常与疾病 第一节细胞信号转导系统概述 一、受体介导的细胞信号转导通路 二、细胞信号转导通路调节靶蛋白活性的主要方式 第二节信号转导异常发生的环节和机制 一、细胞外信号发放异常 二、受体或受体后信号转导异常 第三节与信号转导异常有关的疾病举例 一、胰岛素抵抗性糖尿病 二、肿瘤 三、心肌肥厚和心衰
第七章细胞信号转导异常与疾病 细胞信号转导系统(signal transduction system或cell signaling system)由能接收信号的特定受体、受体后的信号转导通路以及其作用的靶蛋白所组成。细胞信号转导系统具有调节细胞增殖、分化、代谢、适应、防御和凋亡等作用，它们的异常与疾病，如肿瘤、心血管病、糖尿病、某些神经精神性疾病以及多种遗传病的发生发展密切相关。受体和细胞信号转导分子异常既可以作为疾病的直接原因，引起特定疾病的发生；亦可在疾病的过程中发挥作用，促进疾病的发展。细胞信号转导异常可以局限于单一成分（如特定受体）或某一环节，亦可同时或先后累及多个环节甚至多条信号转导途径，造成调节信号转导的网络失衡。对信号转导系统与疾病关系的研究不仅有助于阐明疾病的发生发展机制，还能为新药设计和发展新的治疗方法提供思路和作用靶点。 第一节细胞信号转导系统概述 信号转导过程包括细胞对信号的接受，细胞内信号转导通路的激活和信号在细胞内的传递。激活的信号转导通路对其靶蛋白的表达或活性/功能的调节，如导致如离子通道的开闭、蛋白质可逆磷酸化反应以及基因表达改变等，导致一系列生物效应。 一、受体介导的细胞信号转导通路 细胞的信号包括化学信号和物理信号，物理信号包括射线、紫外线、光信号、电信号、机械信号(摩擦力、压力、牵张力以及血液在血管中流动所产生的切应力等)以及细胞的冷热刺激等。已证明物理信号能激活细胞内的信号转导通路，但是与化学信号相比，目前多数物理信号是如何被细胞接受和启动细胞内信号转导的尚不清楚。 化学信号又被称为配体(ligand)，它们包括：①可溶性的化学分子如激素、神经递质和神经肽、细胞生长因子和细胞因子、局部化学介质如前列腺素、细胞
到目前为止，癌症的有效诊断和治疗仍然是现代医学面临的严峻挑战。癌症的有效治疗要求及早、准确发现，从而实现及时治疗，改善治疗效果。近年来，纳米材料和纳米技术高速发展，并广泛应用于多个领域，为建立有效的癌症诊断和治疗技术提供了新的契机。纳米科学是一门涵盖多种学科的新兴学科，其发展极大的促进了包括医学、生物学、电子学、工程学等学科的进步。对癌症诊断和治疗现状的改善，集中体现在生命科学、纳米技术、医疗技术等多学科交叉的创新与集成。 国内外研究表明，纳米药物在治疗重大疾病方面具有无可比拟的独特性质和优势。2002 年以来，美国、日本、欧盟等发达国家和地区先后组织和实施了较大规模的纳米药物计划。如美国国家癌症研究所于2004 年9 月正式成立纳米科技攻克肿瘤联盟（NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer），投入 1.443 亿美元的启动资金，资助以纳米科技为基础的抗肿瘤药物研究和此类产品的标准制订。我国于 2001 年11 月正式实施“纳米生物效应与安全性研究”计划，并在中国科学院高能物理研究所建立了中国第一个“纳米生物效应与纳米安全性实验室”，从纳米材料的生物效应以及纳米抗肿瘤药物的研制和机制着手，开始系统地研究。 纳米技术在肿瘤的诊断和治疗中已有一些应用。例如，脂质体在十余年前就被应用于治疗卡波西肉瘤（Kaposi’s sarcoma），现在又被用于治疗乳腺癌和卵巢癌。纳米技术在癌症的诊断和治疗中的应用，主要包括两个方面。首先，多功能纳米颗粒用于药物的输送和成像。相对于传统的药物输送方法，纳米颗粒有独特的优势。第一，纳米颗粒的运载量非常大，如70nm 的颗粒可以装载约2000 个siRNA分子，而抗体的结合量小于10；第二，纳米颗粒可以装载多种目标配体，在肿瘤细胞表面常常存在高表达的特定生物分子，称为生物标志物（biomarker），采用识别特定生物标志物的抗体，可以提供与细胞表面受体的多价结合；第三，纳米颗粒可以装载多种类型的药物分子，同时执行多元的功能；第四，纳米颗粒表面可以修饰不同分子，如聚乙二醇（PEG），容易穿过细胞表面的多层保护机制，增加在生物体内的滞留时间。纳米材料应用于药物输送和成像的优势体现于其多功能性，通过在载体内包埋对比试剂，实现成像信号的放大，可以同时实现治疗和监测药物在体内的作用位点及治疗效果。 此外，许多纳米材料自身具有提升成像能力的特性。例如，基于钆和氧化铁的纳米颗粒可以提高核磁共振对比度；低密度脂质纳米颗粒可以提高超声成像效果；半导体纳米晶体和量子点被应用于光成像；硅和矽土材料的生物降解速度比聚合物快得多，可以应用于注射用药；基于金属的纳米颗粒——纳米壳（nanoshell），如由金外壳包被矽土内核的纳米结构，可以用作高选择性、外部激活的治疗试剂等。 癌症的早期检测对于癌症的预防和治疗具有重要作用，但由于早期肿瘤的生物标志分子在人群中的表达差异，作为癌症早期诊断标志的灵敏性和可靠性较低，使用传统诊断技术无法保证对早期癌症的有效诊断。目前，已经有一些纳米技术应用于癌症早期检测，如DNA 微阵列技术，蛋白质组学的 SELDI-TOF 质谱技术等。这些技术从微米尺度到纳米尺度的转变，使我们获取信息的质量、数量和密度都大为提高。 多元化纳米技术在肿瘤检测的应用包括纳米线、纳米悬臂和纳米管阵列等，实时检测多重的分子信号和生物标志物，能够有效检测较低水平的生物标志物，有望实现癌症的早期诊断。在纳米悬臂上修饰特异性抗体，当生物标志蛋白，如肿瘤特异性的蛋白质标志分子，与悬臂上的特异抗体结合时，产生的结合力导致纳米结构的形变和共振频率的改变，采用
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
活性氧(reactive oxygen species, ROS)是一类化学性质活泼，具有较高氧化活性的分子或离子的总称。主要包括超氧阴离子(O2.-)、过氧化氢(H2O2)、羟自由基(HO.)、一氧化氮(NO.)等。线粒体是ROS的主要产生部位，在线粒体呼吸过程中会有少量的电子从线粒体电子传递链复合体Ⅰ和Ⅲ中漏出，与O2结合生成ROS。此外NADPH氧化酶和过氧化物酶等也能产生ROS。过量的ROS会对蛋白质、核酸和脂质等生物大分子造成损伤，从而影响其正常生理生化功能。生物体本身存在清除ROS的体系，包括SOD酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶、抗坏血酸等，这一体系使生物体内ROS保持在对机体无害的水平。 活性氧(ROS)的产生 由镉和硒等离子的释放所引发的毒性，在某种程度上可以通过壳对核的保护来得以控制，但是活性氧产生的毒性却难以控制。当细胞暴露于病原体或者热等不良环境压力时，会产生具有化学活性的含氧分子。这些活性氧物质(ROS)可被分为两种类型：自由基ROS（一氧化氮或者羟基自由基）和非自由基ROS（过氧化氢）。大多数细胞都可以通过谷胱甘肽氧化还原系统的防御机制来缓冲一定量的ROS，但是高水平长时间的ROS会导致细胞的损伤。当把培养细胞暴露于纳米粒子时，活性氧的产生是一个普遍现象，ROS的产生主要源于纳米粒子的反应能力[123, 124]。纳米粒子巨大的比表面积和表面分子较高的反应活性使得其具有较高的氧化能力。一般说来，纳米粒子可以通
过以下几种不同的机制产生ROS[125]： (1)当被暴露于酸性环境（例如溶酶体）中，纳米材料表面修饰物的 反应活性、表面修饰物的降解、量子点降解而导致的离子释放，均会引起ROS水平的升高(图1.8a)[126-128]。 (2)纳米粒子与线粒体等具有氧化能力的细胞器发生相互作用，破坏线粒体外膜，导致线粒体膜电势的坍塌，因此干扰氧化磷酸化的电子传递链 (3)纳米粒子和NADPH氧化酶等氧化还原性蛋白的相互作用，引起细胞免疫系统中活性氧水平的增加(图1.8c) 。 (4)纳米粒子与细胞表面受体发生相互作用，激活细胞内的信号通道，最终导致能够上调ROS水平的应激反应基因的大量表达(图1.8d) 。 此外，量子点在光照下也会产生ROS。Ipe等人通过EPR实验研究了几种不同的量子点在光照下能否产生ROS[132]。结果表明CdS粒子产生了超氧化物的信号和一个较小的羟基自由基的信号，CdSe只产生了 羟基自由基，CdSe/ZnS未产生任何自由基的信号，以上结果说明带隙能垒会阻止载流子到达粒子表面，从而抑制自由基的形成。没有光照射时，以上材料均无法产生ROS。 虽然镉离子的释放被认为是量子点细胞毒性的主要因素，表面修饰物、保护性壳层和无镉量子点的制备，都是为了减少镉离子的释放和促进量子点在生物医药领域的应用。但是，量子点的毒性不能单一的归因于镉离子的毒性，ROS等其它因素不能被忽略，在无镉量子点中，这些因素可能会起主要作用。例如
细胞信号转导途径研究方法 一、蛋白质表达水平和细胞内定位研究 1、信号蛋白分子表达水平及分子量检测: Western blot analysis. 蛋白质印迹法是将蛋白质混合样品经SDS-PAGE后,分离为不同条带，其中含有能与特异性抗体(或McAb)相应的待检测的蛋白质(抗原蛋白)，将PAGE胶上的蛋白条带转移到NC膜上此过程称为blotting，以利于随后的检测能够的进行，随后,将NC膜与抗血清一起孵育，使第一抗体与待检的抗原决定簇结合(特异大蛋白条带)，再与酶标的第二抗体反应,即检测样品的待测抗原并可对其定量。 基本流程： 检测示意图：
2、免疫荧光技术 Immunofluorescence （IF） 免疫荧光技术是根据抗原抗体反应的原理，先将已知的抗原或抗体标记上荧光素制成荧光标记物，再用这种荧光抗体（或抗原）作为分子探针检查细胞或组织内的相应抗原（或抗体）。在细胞或组织中形成的抗原抗体复合物上含有荧光素，利用荧光显微镜观察标本，荧光素受激发光的照射而发出明亮的荧光（黄绿色或桔红色），可以看见荧光所在的细胞或组织，从而确定抗原或抗体的性质、定位，以及利用定量技术测定含量。 采用流式细胞免疫荧光技术（FCM）可从单细胞水平检测不同细胞亚群中的蛋白质分子，用两种不同的荧光素分别标记抗不同蛋白质分子的抗体，可在同一细胞内同时检测两种不同的分子（Double IF），也可用多参数流式细胞术对胞内多种分子进行检测。 二、蛋白质与蛋白质相互作用的研究技术 1、免疫共沉淀（Co- Immunoprecipitation, Co-IP）
Co-IP是利用抗原蛋白质和抗体的特异性结合以及细菌蛋白质的“protein A”能特异性地结合到免疫球蛋白的FC片段的现象而开发出来的方法。目前多用精制的protein A预先结合固化在agarose的beads 上，使之与含有抗原的溶液及抗体反应后，beads上的prorein A就能吸附抗原抗体达到沉淀抗原的目的。 当细胞在非变性条件下被裂解时，完整细胞内存在的许多蛋白质－蛋白质间的相互作用被保留了下来。如果用蛋白质X的抗体免疫沉淀X，那么与X在体内结合的蛋白质Y也能沉淀下来。进一步进行Western Blot 和质谱分析。这种方法常用于测定两种目标蛋白质是否在体内结合，也可用于确定一种特定蛋白质的新的作用搭档。缺点：可能检测不到低亲和力和瞬间的蛋白质－蛋白质相互作用。 2、GST pull-down assay GST pull-down assay是将谷胱甘肽巯基转移酶（GST）融合蛋白（标记蛋白或者饵蛋白，GST, His6, Flag, biotin …）作为探针，与溶液中的特异性搭档蛋白(test protein或者prey被扑获蛋白)结合，然后根据谷胱甘肽琼脂糖球珠能够沉淀GST融合蛋白的能力来确定相互作用的蛋白。一般在发现抗体干扰蛋白质－蛋白质之间的相互作用时，可以启用GST沉降技术。该方法只是用于确定体外的相互作用。
纳米材料与癌症治疗 姓名：刘通通学号：班级：基础二班电话： 摘要：在癌症治疗领域，人们通常采用手术、放疗、化疗进行治疗。临床上用的化疗治 癌药物显示出低的水溶性、较差的稳定性、快速的血液清除并且缺乏对肿瘤部位的靶向性，常常对于正常细胞造成伤害。近年来，随着纳米技术的发展，纳米材料作为一种新型抗肿瘤药物载体及mRNA载体为癌症患者提供了新的希望。通过梳理纳米技术在癌症治疗方面的发展历程，可以明确其发展方向，给后来的研究者提供一个大概的认识。本文主要就纳米技 术在癌症治疗领域的发展历程，以及现在出现的比较成功的纳米运输药物进行介绍。 关键词：纳米颗粒癌症纳米运输系统基因治疗 1.引言： 癌症一直是困扰人们的重大难题，传统疗法如化疗往往带给患者莫大的痛苦，并且收效甚微。20世纪70年代，纳米概念首次出现，1981年扫描隧道显微镜发明后，诞生了一门以0.1到100纳米长度为研究分子的科学，那些纳米分子的性能常常有很大的特异性。纳米生物学也孕育而生，而用纳米技术治疗恶性肿瘤是国际肿瘤研究领域的一个重要方向。已经逐渐发展了比较完善的纳米给药系统，可以输送药物和小型RNA，定向到达肿瘤部位，从而特异性抑制肿瘤生长。目前关于纳米药物的研究主要集中在以下方面：发展纳米给药系统；新型高载量的纳米颗粒的制备；构建纳米载体，用于输送环状DNA，诱导癌细胞的凋亡。 2.纳米载体与基因治疗 基于核酸药物的治疗手段可以通过外源正常基因导入靶细胞以纠正或补偿因基因缺陷和异常或者下调在肿瘤组织中过量表达的癌基因来达到治疗癌症的目的。利用纳米载体进行输送基因可以高效定向起到作用。 2.1纳米生物技术基因治疗载体的特点 在药剂学中，纳米载体是指由纳米生物材料制备，尺寸定在1~1000纳米的药物载体，具有生物兼容性、可生物降解、药物缓释和药物靶向传递等良好的特性[1]。 纳米生物技术基因主要有以下特点。1.生物安全性。纳米基因载体一般由具 生物兼容性、可生物降解性的纳米生物材料制备，基本无毒性，无免疫原性，体内可以代谢降解，生物安全性好[1]。纳米脂质体主要由磷脂及胆固醇合成，由 于其自身的仿生物膜的特点，可以通过与细胞膜的融合和胞吞作用将目的基因导入细胞。2.可保护核苷酸。纳米脂质体和纳米粒可以通过表面电荷吸附作用或通过包裹在其中来保护核苷酸不被核酸酶降解。Fattal等研究表明聚氰基丙烯酸烷 基脂阳离子纳米粒负载的寡核苷酸在细胞培养基中具有抗核酸酶的作用，阻止了寡核酸的降解，使得静脉给药体内的稳定性显著提高[2]。3.提高细胞吸收率。大
生物技术通讯 ＬＥＴＴＥＲＳＩＮＢＩＯＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ．１８Ｎｏ．２Ｍａｒ．，２００７ 综述 文章编号：１００９－０００２（２００７）０２－０３３６－０３ 蛋白质组学方法在细胞内信号转导研究中的应用 李敏，周慧，崔银秋 吉林大学生命科学学院生物大分子实验室，吉林长春１３００２１ ［摘要］蛋白质组学的新技术为我们研究细胞内的信号转导过程提供了更广泛和崭新的思路，它克服了传统技术的局限 性，实现了对蛋白的高通量分析。简要综述了蛋白质组学技术在信号转导过程中信号分子的确定、定量，磷酸化等翻译后修 饰的识别，以及蛋白质之间相互作用研究等方面的应用。 ［关键词］蛋白质组学；信号转导 ［中图分类号］Ｑ２５FＱ５０３［文献标识码］Ａ ＡｐｐｌｙｉｎｇＰｒｏｔｅｏｍｉｃＭｅｔｈｏｄｓｔｏＣｅｌｌｕｌａｒＳｉｇｎａｌＴｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈ ＬＩＭｉｎ，ＺＨＯＵＨｕｉ，ＣＵＩＹｉｎ－ｑｉｕ ＢｉｏｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅＬａｂ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅ，ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２１，Ｃｈｉｎａ ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｍｐｒｏｖｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｔｈａｔｈａｖｅｅｍｅｒｇｅｄｉｎｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓｐｒｏｖｉｄｅｕｓｍｕｃｈｍｏｒｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎｄｎｅｗｉｎ－ ｓｉｇｈｔｓｉｎｔｏｃｅｌｌｕｌａｒｓｉｇｎａｌｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｉｔｈａｓｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｅｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｒｅａｌｉｚｅｄｔｈｅ ｈｉｇｈ－ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔｐｒｏｔｅｉｎａｎａｌｙｓｉｓｍｏｄｅ．Ｉｎｔｈｉｓｌｅｔｔｅｒ，ｔｈｅａｐｐｌｙｉｎｇｏｆｐｒｏｔｅｏｍｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎｄｅｆｉｎｉｎｇａｎｄｑｕａｎｔｉｔａｔｉｎｇ ｓｉｇｎａｌｉｎｇｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇｐｏｓｔ－ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｓｕｃｈａｓｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｔｉｏｎ，ａｎｄｐｒｏｔｅｉｎ－ｐｒｏｔｅｉｎｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓｒｅ－ ｓｅａｒｃｈｄｕｒｉｎｇｃｅｌｌｕｌａｒｓｉｇｎａｌｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ． ［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓFｓｉｇｎａｌｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎ ２０世纪９０年代以来，对细胞内信号转导途径的研究逐渐成为国内外生物学界广泛关注的热点。由于信号的传递在细胞的增殖、分化和生存等过程中都起着十分关键的作用，因而逐渐成为解决许多重要理论及实践问题的基本思路和有力武器。近年来有关细胞信号转导研究的方法层出不穷。传统地，人们主要利用ＲＮＡ干扰技术、抗体免疫沉淀、３２Ｐ标记结合蛋白质印迹法（Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔｔｉｎｇ）、ＳＤＳ－聚丙烯酰胺凝胶电泳（ＳＤＳ－ＰＡＧＥ）等方法来检测和鉴定信号传递过程中差异表达的信号分子及关键蛋白的磷酸化。这些方法和技术能够做小量的分析，但无法进行大规模的研究。随着双向电泳（ｔｗｏｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ，２－ＤＥ）和质谱技术的不断完善与发展，蛋白质组学方法越来越多地被用于研究胞内信号转导过程。它弥补了传统方法的不足之处，实现了高通量大规模的研究模式。近年来，蛋白质组学方法应用于信号转导的研究，主要在对蛋白表达谱的检测和定量、翻译后修饰的识别，以及蛋白质之间相互作用图谱的绘制等方面。蛋白质组学方法为我们完整地绘制细胞内信号转导网络图提供了更为可靠的依据。以下就近年来该领域的一些新技术及应用做一简要综述。 １信号蛋白的寻找和确定 细胞受到外界的刺激后，首先吸引许多锚定蛋白、衔接蛋白的结合，引起蛋白的相互作用，并随之引发胞内的一系列信号蛋白的改变（如级联磷酸化事件的发生），最终信号传递到核基因，表达或阻抑表达一些特征蛋白，或者作用于某些特定的细胞器，引发其他生物学效应。由此可见，要了解一种信号途径的具体过程，首先要对该过程的特征信号分子及下游所表达的蛋白进行确定。目前，二维电泳结合质谱技术（ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ－ＭＳ或ＥＳＩ－ＭＳ）已经成为蛋白质组学的首选工具，来获得不同状态下的细胞全蛋白质组。许多研究通过选择性抑制或激活信号通路并筛选２－ＤＥ的效应分子成功地鉴定了信号转导过程中的靶标。本文作者所在研究室［１］利用２－ＤＥ结合ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ－ＭＳ，对处于不同生理条件下的ＮＩＨ３Ｔ３细胞的全细胞裂解液进行双向电泳分离及软件分析。在我们筛选的ａＦＧＦ拮抗剂小肽存在的条件下，鉴定出３种表达量下调、１种表达量上升的蛋白，其中鸟苷酸结合蛋白α－１１亚单位和１Ｃ型核因子分别参与胞内ａＦＧＦ信号传导以及转录调控。近来人们又开发出许多以２－ＤＥ为基础的改进方法，包括从样本制备、分离到染色等各方面，来对蛋白进行更好的分离分析，如亚细胞分离、差异凝胶电泳（ＤＩＧＥ）技术等［２］。 ２－ＤＥ的优势是能够更直观地提供信号蛋白的相对分子质量、等电点、相对表达丰度等信息，但它在分离一些ｐＩ过大或过小、疏水性强的低丰度蛋白时有很大的困难。最近研究较多的多维蛋白质鉴定技术（ｍｕｌｔｉｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｐｒｏｔｅｉｎｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈ－ｎｉｑｕｅ，ＭｕｄＰＩＴ）［３］弥补了上述缺陷。ＭｕｄＰＩＴ能够更有效地检测疏水蛋白，且在分析来自胞内细胞器的蛋白时具有更高的效率。最常用的是二维液相色谱（２Ｄ－ＬＣ），它首先对蛋白复合物进行酶 ［收稿日期］２００６－０８－３０ ［基金项目］吉林省科技发展计划项目（２００４０４１１－３） ［作者简介］李敏（１９８２－），女，硕士研究生 ［通讯作者］崔银秋，（Ｅ－ｍａｉｌ）ｃｕｉｙｑ＠ｊｌｕ．ｅｄｕ．ｃｎ ３３６
植物Ca2+信号的研究进展 摘要 为了适应环境,调节自身代谢和生长, 在植物的生长发育过程中,需要对各种外界环境刺激以及植物内部生理信息做出反应,因此,植物产生了自己的信号系统。Ca2+作为一种信号分子，它几乎参与了生命体所有的生理生化活动，在植物细胞的信号系统中也起着举足轻重的作用。钙是植物生长发育必需的大量元素之一，在细胞水平上, 钙在细胞分裂、极性形成、生长、分化、凋亡等过程中均有重要的调节功能, 能维持细胞壁, 细胞膜及膜结合蛋白的稳定性并参与调节和控制植物的许多生理生化反应, 是植物代谢的重要调节者。针对国内外对植物Ca2+信号的研究情况,综述了Ca2+信号的产生、Ca2+信号参与的各种植物生理过程、Ca2+信号的检测以及其研究的最新进展。 关键词：植物; Ca2+信号; 检测; 研究进展
钙元素广泛存在于自然界和各种生物体内, 而游离态的Ca2+更是在生命活动中扮演着举足轻重的角色, 它几乎参与了生命体所有的生理生化活动。作为一种信号分子, Ca2+在受精、胚胎发育、基因表达、细胞分化、组织形成、代谢调控等过程中都有参与, 可以说, Ca2+信号无处不在[1]。1967年, Ridg-wang和Ashley通过向藤壶肌纤维中微注射水母发光蛋白, 第一次测定静息态胞内钙离子浓度[Ca2+]以来, 对于Ca2+信号的研究即风生水起。虽然植物Ca2+信号的研究起步较动物细胞晚, 但依然取得了一些成果。对植物Ca2+信号的研究, 不但能揭示生命的奥秘, 同时能帮助我们更加清楚地了解各种生命活动。为此, 针对国内外对植物Ca2+信号的研究情况, 笔者对Ca2+信号的生理功能、信号的产生、Ca2+信号参与的各种植物生理过程、以及其研究的最新进展进行了综述。 1.Ca2+的功能 Heilbrunn在1937～1952年发表的著作中, 提出了Ca2+在生物系统中复杂和多功能性的观点。认为利用Ca2+是所有活细胞的基本特征。在他提出的“细胞刺激理论”中认为:当细胞受到各种刺激时, 细胞内原来浓度很低的Ca2+水平明显增高。Heilbrunn提出Ca2+的一些细胞效应有:(1)促进细胞黏合和胞间通讯;(2)影响酶活性, 如ATP酶酯酶等;(3)调节细胞分裂;(4)控制细胞的代谢活动;(5)调节细胞溶质中溶胶-凝胶状态转变;(6)高浓度Ca2+可能造成细胞死亡, 溶质中Ca2+浓度如果太高, 会与细胞内的磷酸根产生沉淀, 而磷酸根是细胞能量及物质代谢所必须的;(7)调节细胞膜的透性。钙在维持细胞膜方面有着重要作用, 电镜观察表明, 缺钙导致细胞膜解体, 加钙又恢复常态。可见钙有稳定细胞膜结构, 防止细胞膜损伤的作用。有机酸是植物代谢的中间产物, 钙能和有机酸结合成为可溶性的钙盐结晶, 其中最为普遍的就是草酸钙。据报道, 在外源Ca2+诱导下, 细胞内可形成草酸钙结晶移去外源Ca2+, 结晶会消失。草酸钙的形成有以下生理作用:(1)消除有机酸在植物体内的过多积累。(2)草酸钙的形成过程是可逆的,植物体内钙离子过多形成草酸钙, 消除过量钙对植物的伤害, 当钙离子浓度不能满足植物需要时,草酸钙释放出Ca2+以满足植物的需要。 2.植物Ca2+信号的产生和终止 高度区域化的植物细胞内结构中, 在质膜液泡膜内质网膜上都存在着跨膜的钙离子电化学梯度, 细胞质和细胞核内游离钙离子也呈现不均匀分布, 这些梯度分布在静止状态是相对稳定的, 在受到刺激时会发生变化。钙离子梯度是钙信号产生的基础，即植物细胞Ca2+空间分布的不均衡性是产生Ca2+信号的生物基础。植物细胞中, 静息态的胞内Ca2+浓度([Ca2+] i)为100～200nM, 而细胞外(细胞壁)和细胞内(内质网、液泡、线粒体、高尔基体、细胞核)钙离子库中钙离子浓度却是胞内的数十倍, 达到了1～10mM[2,3]。当细胞受到信号刺激时, Ca2+从钙离子库中释放, 使胞内Ca2+浓度瞬间升高,激活Ca2+依赖蛋白和激酶CPKs引起细胞代谢以及基因表达的改变。当Ca2+重新进入细胞内钙离子库或流出细胞进入胞外钙离子库时, 信号得以终止。钙离子浓度的调节是通过各种钙离子通道, 钙离子泵和钙离子转运来实现的[4]。 3.植物Ca2+信号的多样性 Ca2+信号几乎参与了各种植物生理过程, 包括花粉管生长、细胞分裂、受精等;同时, Ca2+信号还参与植物的抗逆反应和对光线的感知。由此可见, Ca2+
活性氧类的生物学功能研究 摘要活性氧类（ROS）是机体中一类重要的自由基，离子微小，性质活跃。ROS是正常氧代谢的副产物，并且对细胞信号传导，和机体稳态维持起很大作用。同时，活性氧的过度积累也会严重损坏细胞结构，导致细胞凋亡等不良反应。本文就活性氧的生物学功能展开讨论，具体说明活性氧类物质在细胞信号转导、细胞代谢、细胞增殖及死亡中的重要作用。 关键词活性氧类；信号转导；细胞增殖；凋亡 前言 活性氧类物质是机体进行氧化还原反应的产物，种类较多，主要有：O2-，HO2-，H2O2，·OH，以及LO·，LOO·，LOOH等，通过氧代谢产生（图1）。活性氧（ROS）在人体生理和病理生理过程中起着至关重要的作用。ROS一度被认为几乎完全来自线粒体代谢，事实上，虽然线粒体功能正常，最终的氧电子受体被还原为水，但在病理条件下，电子可能过早地漏出系统并生成ROS。现证明，细胞内的ROS的产生与NADPH氧化酶有很大关系。ROS在细胞凋亡中起了重要作用，作为胞内信号转导分子参与细胞凋亡过程[1-2]。除凋亡之外，活性氧类还有许多其他功能。以常见的过氧化氢为例，高浓度的过氧化氢可以诱导细胞凋亡，而低浓度的过氧化氢却可以促进细胞增殖。其在信号转导方面也有不可忽视的作用。 O2在被还原为H2O的过程中，每次只接受一个电子，中间过程产生超氧阴离子（O2-）、过氧化氢（H2O2）、羟基自由基（·OH）等活性中间产物。 1 活性氧积累引起的细胞凋亡 1.1 活性氧引起细胞凋亡的机制 细胞凋亡是一种程序性细胞死亡，它在正常发育的调节、受损细胞的清除和多细胞生物体内平衡的维持中扮演重要角色[3]。过氧化氢诱导细胞凋亡具有时间和剂量的依赖性[4]。过氧化氢同时通过死亡受体途径和线粒体途径诱导细胞凋亡[5]。内源性和外源性细胞凋亡途径都汇聚在一个级联的胱天蛋白酶，然后引起细胞凋亡现象[6-7]。 （1）死亡受体途径 Fas为同源三聚体，死亡受体接收死亡信号（过氧化氢刺激等），启动死亡结构域（DD）之后，可诱导Fas三聚体化，Fas的死亡结构域与相关蛋白的FADD 结合，两者相互作用，使其死亡作用结构域（DED）与caspase-8/caspase-10作用，Fas寡聚化导致DISC的形成及caspase-8/caspase-10寡聚化。caspase-8/caspase-10自身剪接后被激活，从而使下游的caspase-3/caspase-7被激活，caspase-3又可激
对活性氧与植物细胞程序性死亡 摘要细胞程序性死亡( PCD)发生在许多植物生长发育过程中和非生物的逆境条件下，是由细胞自身基因编码的、主动的、有序的细胞死亡形式。在植物细胞中，线粒体ETC的复合物I和III 是ROS产生的主要部位。大量证据表明，活性氧(ROS)在植物的生长、发育和对外界生物和非生物环境刺激的反应及细胞程序性死亡等调控过程中是一个重要的信号分子。而线粒体处于PCD调控的中心位置。本文综述了ROS的产生、ROS在植物抵御环境胁迫中的作用以及存在的问题与展望。 关键词细胞程序性死亡( PCD) 活性氧(ROS) 信号转导 Reactive Oxygen Species and Programmed Cell Death in Higher Plants Abstract This paper discribed plant programmed cell death (PCD) , generally occuring during many developmental processes and abiotic stress conditions, is a driving cell death process regulated and controlled by gene.In plant cells, complexes I and III of mitochondrial electron transport chain(ETC) are major sites of reactive oxygen species(ROS) production.A lot of evidence suggested that ROS can act as ubiquitous signal molecules during Plant Growth and Development ,environmental stimuli responsed and programmed cell death(PCD) regulated in plants. Mitochondrion plays a role of central postiton. Keywords programmed cell death (PCD) reactive oxygen species (ROS) signal transduction 前言 植物细胞程序性死亡(p rogrammed cell death,PCD)普遍存在于植物生长发育及环境相互作用过程中,是由基因调控的、主动的细胞死亡过程[1]。大量研究已证明,在逆境胁迫因子如病原体、盐害、低氧、低温、热激、金属离子等作用下，植物为了抵御不良环境的侵害，诱导植物体的特定部位发生PCD，形成细胞主动性死亡，从而避免逆境对其他组织进一步伤害，并使植物获得对不良环境的适应性。近年来，植物对各种环境胁迫的反应已在生化和分子水平上进行了广泛的分析。越来越多的证据表明活性氧(ROS)在植物适应不同的环境胁迫的生命过程中起着重要的作用。植物中的活性氧ROS最初被认为是氧化代谢的有毒的副产物，能被各种抗氧化剂和抗氧化酶清除。近年来才慢慢发现ROS在植物在生长、发育、对外界生物和非生物环境刺激的反应,细胞程序性死亡等调控过程中是一个重要的信号分子。 在植物细胞中线粒体是产生活性氧的主要部位[2]。ROS既可通过电子传递过程产生，也可通过代谢产生。当出现环境胁迫时ROS的产生与清除将失去平衡, 产生氧胁迫[3]。这时会产生过量的ROS，如超氧阴离子自由基( O2-) 、过氧化氢(H2O2) 、羟自由基(·OH)、一氧化氮( NO) 等，通过与细胞内生物大分子反应，导致DNA、蛋白质的损伤和膜脂质的过氧化。自从1923年Allen和1961年Leopold对植物细胞死亡进行研究，并引入了细胞程序性死亡的概念以来，植物PCD 的研究逐渐引起植物学家的关注[4]。目前人们普遍认为，ROS与植物细胞的程序性死亡有关；在植物的PCD过程中ROS可能起到三方面的作用: 一是低浓度时作为信号分子传递环境胁迫信号；二是中等浓度时能诱导细胞发生PCD；三是高浓度时细胞发生坏死[3]。 1.环境胁迫下植物ROS的生成 ROS的生成是与环境胁迫相关的,主要为超氧阴离子( O2-)、过氧化氢(H2O2 )和羟自由基(·OH)等。ROS通常在植物光合作用和光呼吸作用的需氧相中产生[5]。在细胞凋亡中ROS的积累主要来自于过氧化物酶、胺氧化酶和NADPH氧化酶活性的增强和细胞内ROS清除能力的降低[6]。植物中,叶绿体被认为是ROS产物新陈代谢的中心，它是O2-和H2O2主要生产者，并
细胞信号转导异常与疾病 【简介】 细胞通过受体感受胞外信号分子的刺激，经复杂的细胞内信号转导系统的转换而影响其生物学功能，该过程称为细胞信号转导。水溶性信号分子及某些脂溶性信号分子不能穿过细胞膜，通过与膜表面受体相结合而激活细胞内信号分子，经信号转导的级联反应将细胞外信号传递至胞浆或核内，调节靶细胞功能，该过程称为跨膜信号转导。脂溶性信号分子能穿过细胞膜，与位于胞浆或核内的受体相结合并激活之，活化的受体作为转录因子，改变靶基因的转录活性而诱导细胞特定的应答反应。在病理情况下，细胞信号转导途径中一个或多个环节异常，可导致细胞代谢及功能紊乱或生长发育异常。近年来，人们已经认识到大多数疾病与细胞外或细胞内的信号转导异常有关。信号转导治疗的概念进入了现代药物研究的最前沿。 【要求】 掌握细胞信号转导的概念、跨膜信号转导的概念，掌握细胞信号转导的主要途径 熟悉细胞信号转导障碍与疾病的关系 了解细胞信号转导调控与疾病防治措施 细胞信号转导系统具有调节细胞增殖、分化、代谢、适应、防御和凋亡等多方面的作用，它们的异常与疾病，如肿瘤、心血管病、糖尿病、某些神经精神性疾病以及多种遗传病的发生发展密切相关。受体和细胞信号转导分子异常既可以作为疾病的直接原因，引起特定疾病的发生；亦可在疾病的过程中发挥作用，促进疾病的发展。某些信号转导蛋白的基因突变或多态性虽然并不能导致疾病，但它们在决定疾病的严重程度以及疾病对药物的敏感性方面起重要作用。细胞信号转导异常可以局限于单一成分（如特定受体）或某一环节，亦可同时或先后累及多个环节甚至多条信号转导途径，造成调节信号转导的网络失衡。对信号转导系统与疾病关系的研究不仅有助于阐明疾病的发生发展机制，还能为新药设计和发展新的治疗方法提供思路和作用靶点。 第一节细胞信号转导系统概述 生物的细胞每时每刻都在接触着来自细胞内或者细胞外的各种各样信号。细胞通过位于胞膜或胞内的受体感受胞外信息分子的刺激，经复杂的细胞内信号转导系统的转换而影响其生物学功能，这一过程称为细胞信号转导（cell signal transduction）。典型的细胞信号转导过程通常包括①信号发放：细胞合成和分泌各种信号分子；②接受信号：靶细胞上的特异受体接受信号并启动细胞内的信号转导；③信号转导：通过多个信号转导通路调节细胞代谢、功能及基因表达；④信号的中止：信号的去除及细胞反应的终止。 一、信号以及细胞转导信号的要素 （一）细胞信号的种类 一般说来，能够介导细胞反应的各种刺激都称为细胞信号。细胞信号按照其形式不同可分为物理信号、化学信号和生物信号。生物细胞所接受的信号有多种多样，从这些信号的自然性质来说，可以分为物理信号、化学信号和生物学信号等几大类，它们包括光、热、紫外线、X-射线、离子、过氧化氢、不稳定的氧化还原化学物质、生长因子、分化因子、神经递质和激素等等。在这些信号中，最经常、最普遍、最广泛的信号应该说是化学信号。 化学信号种类繁多，包括激素（hormone）、神经递质（nerve mediator）、细胞因子
华东理工大学2010—2011学年度第2学期 《应用无机化学》课程论文 班级应化081 学号10082072 姓名张明辉 开课学院化学与分子工程学院任课教师刘金库成绩__________
癌症治疗中的纳米技术 华东理工大学化学院应化081 张明辉10082072 摘要：随着纳米技术的发展，纳米技术在医学上的应用越来越广泛，而癌症作为目前威胁人类生命最大的顽症，其治疗也得到了非常大的关注，本文将主要阐述纳米技术在治疗癌症方面的应用及前景展望。 关键字：纳米技术；癌症治疗 1.纳米技术治疗癌症的优势 癌症是目前威胁人类生命安全最大的顽症之一，癌症治疗也是世界性的难题。十年前左右甚至到现在，治疗癌症最传统的手段就是化疗方法进行治疗。化疗（化学治疗)即用化学合成药物治疗疾病的方法，是目前治疗肿瘤的主要手段之一，但是有很大的副作用，由于对癌细胞和正常细胞没有分辨能力，多次放化疗后，患者会出现头发脱落，胃肠功能紊乱，低烧不退，恶心，呕吐等症状。而且化疗在治疗肿瘤方面本身就存在着不少缺陷化疗，凭借现在的科学技术水平，化疗不能根治任何恶性肿瘤。而纳米技术作为一种新兴的技术手段，在诸多领域内均有广泛的应用前景，当然在医学治疗上也不例外。 那什么是纳米技术呢？百度百科中的解释是纳米技术就是用单个原子、分子制造物质的科学技术，是指在0.1~100纳米的尺度里，研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中，发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子，显著地表现出许多新的特性，而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术，就称为纳米技术。 既然要谈到利用纳米技术去治疗癌症，对于传统的治疗方法必然有它的优势所在。其实治疗癌症的方法还是有许多的，药物治疗或者配合手术、放疗和生物疗法等等。临床使用的抗癌药物通常是细胞毒类和抗增殖药物[1]，它的抗癌机理是利用其高毒性杀死癌细胞，但是正如前文所述，同时它也会杀死很多正常的细胞，而且更加糟糕的是一些对药物敏感的癌细胞会很快产生抗药性，不仅仅是对于原先的药物，对于别的抗癌药物也会产生抗药性，究其原因主要是因为相同的抗癌机理导致，而产生高度抗药性的癌细胞就此发展为致命的肿瘤。而利用纳米技术治疗癌症则有独特的优点，用某些经过处理的纳米颗粒不仅可以有效地抑制癌细胞的生长，而且对正常细胞造成的创伤降到最低甚至消除对正常细胞的伤害，实现真正的高效低毒。接来下，我们就一起谈谈纳米技术在癌症治疗的过程中究竟有哪些应用？ 2.在早期诊断中纳米技术的应用 通常癌症变为不治之症主要是由于前期没有诊断出导致进入了癌症的中晚期，这时候癌细胞的大量扩散，癌细胞已经浸润周围及远器官。而在癌症早期如
专业文献综述 题目: 脱落酸在植物细胞信号转导中的作用姓名: 学院: 专业: 班级: 学号: 指导教师: 职称:
摘要:脱落酸（ABA）是一种重要的植物激素，受到生物胁迫和非生物胁迫的调控，在植物对胁迫环境抗逆性中发挥重要作用。当植物受到外界条件影响后会导致植物体内ABA含量上升，调节气孔的开度，防止植物体进一步失水，维持细胞渗透平衡；参与相关抗逆基因的表达调控，产生抗逆分子；通过延长种子休眠期等以适应逆境；通过一些调节因子调节植物细胞内环境稳定。本文介绍了脱落酸的合成、调控、作用机制及其在植物逆境胁迫中的作用。 关键词：脱落酸；合成；作用机制；胁迫
细胞信号转导是在特定时空条件下将外界生长、发育、分化等信息通过一定的途径转移至细胞内并调控相关基因表达的过程。细胞的一切生命活动都与信号转导有关。细胞信号转导系统具有调节细胞增殖、分化、代谢、应激、防御、凋亡和胀亡等作用[1]。脱落酸（ABA）是一种重要的植物激素，参与植物胚胎发育、种子休眠、果实成熟以及逆境胁迫等许多方面，对植物生长发育起着调节作用[2]。植物接受胁迫信号，影响基因的表达，引起植物体内ABA水平上调，从而增加植物的抗逆性。ABA在植物干旱、高盐、低温等逆境胁迫反应中起重要作用，它是植物的抗逆诱导因子，因而被称为植物的“胁迫激素”。本文介绍了脱落酸的合成、调控、作用机制及其在植物逆境胁迫中的作用。 1 脱落酸的合成与调控 ABA主要在叶绿体中合成，然后转移到其他组织中积累起来。研究发现不仅植物的叶片，立体的根系，特别是根尖也能合成大量的脱落酸。进一步研究发现，植物的其他器官，特别是花、果实、种子也能合成脱落酸。 脱落酸是C15化合物，在植物体内有两条合成途径，一是直接途径：3个异戊烯单位聚合成C15前体—法呢焦磷酸(FPP)，由FPP经环化和氧化直接形成15碳的ABA。另一个是高等植物中的C40间接途径：质体内的MEP途径，由C40的类胡萝卜素转化形成[3]。迄今为止，脱落酸生物合成中几乎全部基因都已经被克隆。进一步的研究发现，在脱落酸代谢途径中有多个步骤受到差异调控，从而在转录和转录后水平对脱落酸含量进行精细调控。 在非胁迫条件下脱落酸可能在维管组织中合成，然后被运送到气孔等目标部位，有研究表明脱落酸在凋亡的叶片和子叶的保卫细胞中也有所表达。脱落酸的代谢调控并不仅仅局限于生物合成途径中的某一部分，而是一个多位点的协调过程。MEP途径中的DXP合成酶、类胡萝卜素代谢中参与其合成的八氢番茄红素去饱和酶和参与其转化的ZEP都能够在种子和幼苗中引起脱落酸的积累[4]。除了代谢途径自身的酶基因外，脱落酸的生物合成也依赖于内部和外部的各种信号，以及发育阶段、组织和器官的特异性等等。在胚的发育早期，脱落酸促进胚的生长;而在发育晚期则通过与赤霉素相拮抗而抑制胚的生长[5]。 2 脱落酸的作用机制 现在研究认为，在干旱、高盐或低温等逆境胁迫条件下，可能存在的机制是：逆境胁迫条件促使植物体内脱落酸的积累，脱落酸诱导ABA响应元件基因表达，从而产生对逆境抗性[6]。从胁迫刺激到植物作出反应是一系列复杂的信息传递过程，包括三个环节：一是感受细胞或组织对原初信号(环境刺激)的感知传导和反应，产生胞间信号；二是胞间信使在细胞或组织间的传递，并最终到达受体细胞的作用位点；三是受体细胞对胞间信使的接受、转导和反应，使受体组织中生理生化和功能的最优化组合，最终体现为植物对环境刺激或逆境的适应或抗性[7]。从这个角度来说脱落酸在植物体内产生作用主要表现在3个方面：通过受体作用、通过基因表达作用、通过信号因子作用。 2.1 通过受体作用 ABA信号转导研究最突出的进展之一是ABA受体PYR/PYL/PCAR蛋白的鉴定