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中药调节TLRS_NF_B信号通路研究进展_王群

中药调节TLRS_NF_B信号通路研究进展_王群
中药调节TLRS_NF_B信号通路研究进展_王群

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收稿日期:2010-09-07

基金项目:国家自然科学基金项目(30973742/C190201);江苏省高校自然科学研究面上项目(09KJB360003);江苏省中医药局科技

项目(LB09032)。

作者简介:王群(1988-),男,江苏徐州人,七年制学生,研究方向:中西医结合。

通讯作者:周红光(1972-),女,河南信阳人,副教授,博士,研究方向:中西医结合诊治疑难杂症。[12]粱颖瑜,潘毅,徐志伟,等.“调肝肾、祛痰瘀”治法早期干预刘自发性高血压大鼠子鼠血压及VSMC钙离子浓度的影响[J].医学

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中药调节TLRS/NF-κB信号通路研究进展

王群,周红光

(南京中医药大学,江苏南京210029)

摘要:TLRs/NF-κB信号通路是细胞中广泛存在的信号转导途径,在免疫、炎症、肿瘤等众多疾病的发生发展中起着重要作用。近来有大量研究通过中药对这一通路的调节作用来探讨中药对相关疾病治疗的分子基础。对中药提取物及药对配伍,中药复方及其他中药制剂对TLRs/NF-κB信号通路的调节做了综述。

关键词:中药;TLRS/NF-κB信号通路;进展

中图分类号:R2-03文献标识码:A文章编号:1000-1719(2011)05--1021-03

1TLRS/NF-κB信号通路分子生物学特性

1.1Toll样受体Toll样受体(Toll-like receptor,TLR)属于I型跨膜蛋白,最早由Medzhitov等[1]于1997年在果蝇体内发现,现已在人和小鼠体内发现12种TLR,分别命名为TLR1 TLR12。TLR胞外区有一富含亮氨酸的序列,不同TLR之间同源性小,其配体结构亦不相同。其胞内区结构与白介素1受体1(IL -1R1)的胞内区相似,称为TLR/IL-R1相似区(TIR)。TLR分布广泛,主要表达在参与宿主防御功能的细胞上,如单核巨噬细胞、粒细胞、树突状细胞、淋巴细胞、内皮细胞和上皮细胞等[2]。TLR通过识别病原微生物均具有的类脂结构来介导固有免疫反应,这一类特殊结构称为病原相关分子模式(PAMPs)。TLR2、TLR6的配体有脂蛋白、双链RNA(病毒或损伤组织)[3],TLR4的配体有LPS、紫杉醇、F蛋白、热休克蛋白60、防御素、纤维蛋白[4]。TLR9的配体是DNA 中非甲基化CpG[5]。TLRs与病原识别模式分子结合后最终导致NF-κB的激活。

1.2NF-κB蛋白家族NF-κB是一种重要的核转录因子,是普遍存在于细胞质中的快反应转录因子,位于TLR下游信号通路的枢纽位置,参与免疫反应及细胞增殖与分化等过程。NF-κB家族由一组转录因子构成,包括5个成员:Rel、RelA(p65)、RelB、p50和p52。5个成员都有一个高度保守的Rel同源结构源

(Rel homology domain,RHD),内含DNA结合区、蛋白二聚体化区、NF-κB的抑制蛋白(IκB)结合区及核定位信号。刺激因子与细胞表面不同的受体结合后,经由细胞内复杂的信号传递途径激活IκB激酶(IκB kinase,IKK),激活的IKK再磷酸化IκB,促使其NF-κB分离并降解,这样活化的NF-κB由细胞浆进入细胞核,在细胞核内与DNA特定序列结合,发挥转录因子作用,激活多种与细胞生长或凋亡相关的细胞因子转录。

2TLRS/NF-κB信号转导途径

脂多糖(LPS)激活TLRS/NF-κB有两条途径,见图1

图1TLR-NF-κB信号转导途径[5]

一条是髓样分化因子88(Myeloid differentiation factor88,MyD88)依赖的信号通路[6]:TLR与其配体结合后促使其本身二聚体化,并通过其胞内区的TIR区域传递信号和激发下游效应。TIR结构域首先与接头蛋白MyD88相互作用。MyD88存在两个区域:C端的TIR区域可与TLR的TIR区域结合,N端的死亡片段可以募集白介素1受体相关激酶(IL-receptor-as-sociated kinase,IRAK),使后者发生自体磷酸化,具有酶学活性。IRAK随即与MyD88分离,与胞浆内的肿瘤坏死因子受体连接因子6(TNF receptor–associat-ed-factor6,TRAF6)相互作用,激活其下游的NF-κB 诱导激酶(NF-κB inducing kinas,NIK),活化的NIK 可以激活IκB激酶(IKK),激活的IKK导致NF-κB 的激活。后者转入核内与多种基因启动子中含有的κB序列结合,发挥转录因子作用。

另一条是MyD88非依赖的信号通路。研究证明,另外两个含TIR结构域的分子TRIF(TICAM1)和TRAM(TICAM2)被证实在MyD88非依赖性信号传导途径中发挥作用[7]。

3中药对TLRS/NF-κB信号通路的调节

3.1中药提取物及药对配伍脂多糖(LPS)刺激细胞可导致Toll样受体4表达增高,促进抑制蛋白(IκB)降解,上调肿瘤坏死因子α表达。有学者用LPS刺激经过黄芩苷预处理小鼠巨噬细胞RAW26

4. 7,发现黄芩苷可通过抑制Toll样受体4表达和降低IκB降解,影响Toll样受体4/核因子κB炎症信号途径,阻碍炎症因子肿瘤坏死因子α的生成,发挥抗炎作用[8]。

TLR/NF-κB信号通路可调节多种与肿瘤侵袭相关的基因和细胞因子的表达,包括金属基质蛋白酶(matrixmetallop roteinases,MMP),血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)。MMP2促进肿瘤细胞的迁徙和对细胞外基质的浸润,VEGF 表达增高,参与肿瘤细胞的血管生成。有研究者用黄芪、莪术配伍作用于对胃癌MKN-45细胞,发现其对NF-κB mRNA有显著的抑制作用[9]。

张文高等[10]研究发现解毒活血中药配伍(虎杖、山楂)能减少氧化型低密度脂蛋白和LPS诱导的载脂蛋白E基因敲除小鼠腹腔巨噬细胞源性泡沫细胞内TLR4的表达,抑制NF-κB激活,进而减弱TLR4/NF -κB信号途径及IL-1β、TNF-α的合成与释放,抑制炎症反应,干预巨噬细胞泡沫化,延缓动脉粥样硬化的发生与发展。

3.2中药复方对复方进行药理研究一直是中医药现代研究的热点,有关复方对TLRS/NF-κB信号通路的调节的研究报道也较丰富。

有研究者用益气活血复方(药用:黄芪、人参、茯苓、红花、丹参、川芎、当归)含药血清干预LPS刺激后的人脐静脉内皮细胞。发现用益气活血复方含药血清干预以后显著抑制TLR4、MyD88及TRAF26mRNA的高表达,对TRAM及TRIF作用不明显。说明益气活血复方可阻断TLR4高表达,同时阻断TLR4胞内信号转导的MyD88依赖性途径,而对MyD88非依赖性途径作用不明显[11]。

霍海如等用LPS或Poly(IC)分别刺激RAW 264.7细胞,加桂枝汤含药血清干预24h后,实验发现桂枝汤含药血清可显著降低LPS刺激诱导的MyD88、TRAM和TRIF的高表达及Poly(IC)刺激诱导的TLR3、MyD88和TRAM的高表达。可见桂枝汤能直接抑制TLR3高表达或作用于接头蛋白MyD88、TRAM 和TRIF,影响TLR4信号转导的MyD88依赖和非依赖性途径,抑制TNF-α、IFN-β的过度分泌[12]。

还有学者用桑菊饮含药血清作用于正常RAW26417细胞,发现桑菊饮含药血清在一定剂量(717g·kg-1·U-1)时,可以促进TLR4和TLR7的表达,从而发挥其抗炎,抗菌,解热,发汗,抑制肠蠕动亢进和增强免疫等作用[13]。

病毒感染后复制产生dsRNA,通过与TLR3结合促进其表达,活化NF-κB,上调血浆L-6、L-8,促进组织中性粒细胞浸润,导致炎症反应性疾病如哮喘等。盖庆玲等用温化痰饮的小青龙汤加味治疗哮喘患者,发现患者树突状细胞中TLR3表达下降,外周血单个核细胞中NF-κB活性明显下降,血浆L-6、L-8明显降低[14]。

韩玉生等[15]通过实验发现补阳还五汤能明显降低AD模型大鼠海马区IкB-α表达,使nNOS表达升高。通过NF-кB/IкB-α,增加模型大鼠海马区nNOS表达,影响大鼠海马区β淀粉样前体蛋白(β-APP)生成,延缓神经元细胞的早期损伤和迟发性损伤,从而起到治疗老年性痴呆的作用。

张葵等[16]用参芪补肺汤(药用:黄芪、党参、补骨脂、丹参、百部、桑白皮)作用于肺气虚证慢性阻塞性肺疾病(COPD)模型大鼠,检测发现其抑制支气管肺组织NF-κB活化,减少MMP-9蛋白表达,干预肺气虚证COPD大鼠气道重构。

郑丰杰等[17]报道对急性肺损伤(ALI)模型大鼠给药清热解毒药配桔梗汤(药用:黄芩、栀子、桔梗、生甘草等组成)6天后,注射脂多糖,观察发现NF-κB p65胞核蛋白表达下降,肺组织病变明显减轻,说明其可抑制NF-κB p65从胞浆向胞核转移,发挥解毒抗炎功效。

还有研究者用泄浊解毒方(药用:车前子、鱼腥草、红藤、败酱草、黄连、黄芩、半夏、葛根、生薏苡仁、木香、枳实)干预溃疡性结肠炎大鼠,发现其也可减少NF -κB p65表达,增加IL-10含量,降低TNF-α的含量,对大鼠溃疡性结肠炎有良好的治疗作用[18]。

中药复方热毒平是治疗中暑的有效药物,其主要机制为抗中暑内毒素血症,梁雪兰等实验中发现热毒平可抑制TLR4和NF-κB mRNA的表达,减少细胞因子分泌。认为这是其抗中暑内毒素血症的重要机制之一[19]。

许多研究发现,在前列腺癌,直肠癌等肿瘤中,通过激活的NF-κB使Ras处于持续激活状态。此外,癌基因c-Myc也受NF-κB的调节而在肿瘤发生中发挥作用。受NF-κB调节的靶基因中,有多数细胞因子属于肿瘤细胞的生长因子。研究者用中药抗癌灵(白英、白花蛇舌草、半枝莲和半边莲组成)含药血清作用于体外培养人肝癌SMMC27721细胞,检测发现细胞NF-кB P65蛋白表达明显下降,细胞凋亡率明显升高,表明中药抗癌灵可通过下调NF-кB P65蛋白表达来诱导细胞凋亡而抑制肝癌SMMC27721细胞增殖[20]。

3.3其他中药制剂赵双平等报道用中药血必净注射液作用于脓毒血症患者,发现患者外周血单核细胞TLR4的表达及血清中TNF-α、IL-6水平均较治疗前有明显下降,有较好的控制炎症介质的作用[21]。

傅淑霞等[22]用中药丹红注射液对单侧输尿管梗阻(UUO)大鼠进行腹腔注射,发现其可以下调细胞NF-κB表达,抑制肾间质炎症细胞浸润,减轻肾间质纤维化。

叶天申等报道类风关巴布剂(雷公藤、白花蛇舌草、乳香、没药等)对牛Ⅱ型胶原诱导关节炎(CIA)大鼠进行穴位贴敷,发现类风关巴布剂穴位贴敷能够降低CIA大鼠滑膜细胞的NF-κβ的蛋白表达,使滑膜浸液中IL-1β、TNF-α浓度降低[23]。

4结语

中药及复方具有疗效好、副作用小的独特优势,目前正被国内外广泛接受,但是其作用的分子机理长期以来并不清楚。中药调节TLRS/NF-κB信号通路的研究从分子水平阐述了一些中药的作用机理,为多种免疫性疾病,炎症及肿瘤的预防和治疗提供了新思路。然而这一研究仍有许多不足:TLRS/NF-κB信号通路较为复杂,其转导途径及机制尚未完全阐释清楚;这一通路中涉及的细胞因子较多,目前的研究没有完全清楚一些中药的具体作用环节;除了中药的治疗作用外,中药的副作用是否也与TLRS/NF-κB信号通路有关。随着中药在该领域的研究逐渐深入,这些问题将会得到清楚的解答。

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白介素IL信转导及其通路研究概述

白介素IL-6信号转导及其通路研究概述 细胞因子是一类参与免疫系统的细胞之间通信的蛋白质,除此之外,许多细胞因子在免疫系统之外也具有调节功能。1986年白介素IL-6作为B细胞刺激因子被Kishimoto组分子克隆。IL-6在免疫系统外的活性还有肝细胞刺激因子和骨髓细胞分化诱导蛋白。 白介素IL-6含有184个氨基酸,属于糖基化蛋白质。IL-6可以由多种类型细胞合成和分泌,包括单核细胞、T细胞、成纤维细胞和内皮细胞。IL-6结合受体有两种,一种是特异性受体IL-6R(80kDa I型跨膜蛋白),另一种是gp130,是IL-6家族细胞因子的所有成员的常见受体亚单位。gp130可以在所有细胞表达,但IL-6R的表达受到更多的限制,主要发现于肝细胞、嗜中性粒细胞、单核细胞和CD4+ T细胞。 白介素IL-6受体gp130的二聚化会导致两种细胞内信号通路的启动:经典信号通路和反式信号通路(见下文)。白介素IL-6的受体IL-6R可以在细胞膜经过蛋白质水解,形成可溶性的IL-6R(sIL-6R),在人类中,也可以在翻译阶段进行剪接mRNA,进而产生sIL-6R。在经典信号通路中,IL-6与膜上的IL-6R结合,随后与结合在细胞膜上的gp130结合,启动细胞内信号传导。在IL-6反式信号通路中,IL-6与sIL-6R结合,IL-6和sIL-6R的复合物与细胞膜结合的gp130结合,从而引发细胞内信号。 白介素IL-6是最重要的炎症细胞因子之一。IL-6在通过膜结合和可溶性受体的信号传导中是独特的。有趣的是,这两种途径的生物学后果有很大差异,通过膜结合受体的经典IL-6信号通路主要是再生和保护性的,可溶性IL-6R的IL-6反式信号通路是促炎症的。响应于受体激活的IL-6的细胞内信号传导是通过STA T依赖和STAT独立的信号模块,其由复杂的调节网络调节。IL-6的复杂生物学对该细胞因子的治疗靶向具有影响。 白介素IL-6胞内信号通路可以简单的概述为:IL-6与受体复合物结合后,激活JAK1。JAK1磷酸化gp130细胞质部分内的酪氨酸残基,这些磷酸酪氨酸基序是STAT转录因子,SOCS3反馈抑制剂和衔接蛋白和磷酸酶SHP2的募集位点。SHP2连接到MAPK级联,使Gab1磷酸化,磷酸化的Gab1转移到质膜上,协调正在进行的MAPK和PI3K活化。Src家族激酶独立于受体磷酸化并激活Y AP。 白介素IL-6信号转导第一步:激活JAK。 大多数细胞因子受体缺乏胞内激酶活性,生长因子的受体例外。白介素IL-6胞内信号转导首先激活Janus激酶(JAK),开启酶促反应。通过JAK N末端的同源结构域内(JH)

常见的信号通路

1JAK-STAT信号通路 1)JAK与STAT蛋白 JAK-STAT信号通路是近年来发现的一条由细胞因子刺激的信号转导通路,参与细胞的增殖、分化、凋亡以及免疫调节等许多重要的生物学过程。与其它信号通路相比,这条信号通路的传递过程相对简单,它主要由三个成分组成,即酪氨酸激酶相关受体、酪氨酸激酶JAK和转录因子STAT。(1)酪氨酸激酶相关受体(tyrosinekinaseassociatedreceptor) 许多细胞因子和生长因子通过JAK-STAT信号通路来传导信号,这包括白介素2?7(IL-2?7)、GM-CSF(粒细胞/巨噬细胞集落刺激因子)、GH(生 长激素)、EGF(表皮生长因子)、PDGF(血小板衍生因子)以及IFN(干扰素)等等。这些细胞因子和生长因子在细胞膜上有相应的受体。这些受体的共同特点是受体本身不具有激酶活性,但胞内段具有酪氨酸激酶JAK 的结合位点。受体与配体结合后,通过与之相结合的JAK的活化,来磷酸化各种靶蛋白的酪氨酸残基以实现信号从胞外到胞内的转递。 (2)酪氨酸激酶JAK(Januskinase) 很多酪氨酸激酶都是细胞膜受体,它们统称为酪氨酸激酶受体(receptor tyrosinekinase,RTK),而JAK却是一类非跨膜型的酪氨酸激酶。JAK是英文Januskinase的缩写,Janus在罗马神话中是掌管开始和终结的两面神。之所以称为两面神激酶,是因为JAK既能磷酸化与其相结合的细胞因子受体,又能磷酸、JAK1个成员:4蛋白家族共包括JAK结构域的信号分子。SH2化多个含特定

JAK2、JAK3以及Tyk2,它们在结构上有7个JAK同源结构域(JAKhomologydomain,JH),其中JH1结构域为激酶区、JH2结构域是“假”激酶区、JH6和JH7是受体结合区域。 (3)转录因子STAT(signaltransducerandactivatoroftranscription)STAT被称为“信号转导子和转录激活子”。顾名思义,STAT在信号转导和转录激活上发挥了关键性的作用。目前已发现STAT家族的六个成员,即STAT1-STAT6。STAT蛋白在结构上可分为以下几个功能区段:N-端保守序列、DNA结合区、SH3结构域、SH2结构域及C-端的转录激活区。其中,序列上最保守和功能上最重要的区段是SH2结构域,它具有与酪氨酸激酶Src的SH2结构域完全相同的核心序列“GTFLLRFSS”。 2)JAK-STAT信号通路 与其它信号通路相比,JAK-STAT信号通路的传递过程相对简单。信号传 递过程如下: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”(dockingsite),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 。STAT4却特异性激活

p38MAPK信号转导通路与细胞凋亡研究进展.

综述与进展 p38M APK信号转导通路与细胞凋亡研究进展 王誉霖1,张励才2 作者单位:1.安徽省宣城市人民医院麻醉科242000;2江苏徐州医学院作者简介: 王誉霖(1978,女,吉林市人,住院医师,硕士。研究方向:疼痛信号转导及调控。 主题词p38丝裂原活化蛋白激酶类;细胞凋亡;综述 中图分类号R345文献标识码A文章编号1674 8166(201012 1665 03 丝裂原活化蛋白激酶(mitog en2activated pr otein kinase,MA PK级联是细胞内广泛存在的丝/苏氨酸蛋白激酶超家族,是将细胞质的信号传递至细胞核并引起细胞核发生变化的重要物质。目前在人类已鉴定了4条MAPK途径:细胞外信号调节蛋白 激酶(ex tra cellular sig nal regulated protein kinase,ERK途径,C Jun 基末端激酶(c Jun N term inal kinase,JN K/应激活化蛋白(stress activated protein kinase,SAPK途 径,ERK5/大丝裂素活化蛋白激酶1(big MAP MAP kinase,BM K1途径和p38M APK(p38mitogen activated protein kinases,p38MA PK 传导途径[1]。p38 信号途径是 MAPK家族中的重要组成部分,多种炎症因子和生长因子及应激反应可使p38MAPK的酪氨酸和苏氨酸双磷酸化,从而激活p38M APK,使它在炎症、细胞应激、凋亡、细胞周期和生长等多种生理和病理过程中起重要作用。因此,p38MAPK 通路参与了多种刺激引起的信号级联反应,表明它在引起多种细胞反应中起重要作用,并且,p38在细胞凋亡中也有着重要的调节效应。1 p38M APK信号转导通路 丝裂原活化蛋白激酶(m ito gen activated pr otein kinase,MA PK级联是细胞内重 要的信号转导系统之一。在哺乳动物细胞M APK通路主要有:细胞外信号调节激酶(extracellular signal r eg ulated kinase,ERK ffi路、p38MA PK 通路、c jun 氨基末端激酶(c jun N term inal kinase,JNK通路和ERK5 通路[1]。其中,p38MAPK 是M APK 家族中的重要成员。

肿瘤常见信号通路

1 JAK-STAT 信号通路 1) JAK 与STAT 蛋白 JAK-STAT 信号通路是近年来发现的一条由细胞因子刺激的信号转导通路,参与细胞的增殖、分化、凋亡以及免疫调节等许多重要的生物学过程。与其它信号通路相比,这条信号通路的传递过程相对简单,它主要由三个成分组成,即酪氨酸激酶相关受体、酪氨酸激酶JAK和转录因子STAT。 (1) 酪氨酸激酶相关受体( tyrosine kinase associated receptor ) 许多细胞因子和生长因子通过JAK-STAT 信号通路来传导信号,这包括白介素2?7 (IL-2?7 )、GM-CSF (粒细胞/巨噬细胞集落刺激因子)、GH (生长激素)、EGF (表皮生长因子)、PDGF (血小板衍生因子)以及IFN (干扰素)等等。这些细胞 因子和生长因子在细胞膜上有相应的受体。这些受体的共同特点是受体本身不具有激酶活性,但胞内段具有酪氨酸激酶JAK 的结合位点。受体与配体结合后,通过与之相结合的JAK 的活化,来磷酸化各种靶蛋白的酪氨酸残基以实现信号从胞外到胞内的转递。 (2) 酪氨酸激酶JAK ( Janus kinase ) 很多酪氨酸激酶都是细胞膜受体,它们统称为酪氨酸激酶受体( receptor tyrosine kinase, RTK ),而JAK 却是一类非跨膜型的酪氨酸激酶。JAK 是英文Janus kinase 的缩写,Janus 在罗马神话中是掌管开始和终结的两面神。之所以称为两面神激酶,是因为JAK既能磷酸化与其相结合的细胞因子受体,又能磷酸化多个含特定 SH2结构域的信号分子。JAK蛋白家族共包括4个成员:JAK1、JAK2、JAK3以及Tyk2,它们在结构上有7个JAK同源结构域(JAK homology domain, JH ),其中JH1结构域为激酶区、JH2结构域是“假”激酶区、JH6和JH7是受体结合区域。 (3) 转录因子STAT ( signal transducer and activator of transcription ) STAT 被称为“信号转导子和转录激活子”。顾名思义,STAT在信号转导和转录激活上发挥了关键性 的作用。目前已发现STAT家族的六个成员,即STAT1-STAT6。STAT蛋白在结构上可分为以下几个功能区段:N-端保守序列、DNA结合区、SH3结构域、SH2结构域及C-端的转录激活区。其中,序列上最保守和功能上最重要的区段是SH2结构域,它具 有与酪氨酸激酶Src的SH2结构域完全相同的核心序列“ GTFLLRFSS ”。 2) JAK-STAT 信号通路 与其它信号通路相比,JAK-STAT 信号通路的传递过程相对简单。信号传递过程如下: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

ATM和ATR的信号传导通路综述

ATM Ataxia telangiectasia mutated (ATM) is a serine/threonine protein kinase that is recruited and activated by DNA double-strand breaks. It phosphorylates several key proteins that initiate activation of the DNA damage checkpoint, leading to cell cycle arrest, DNA repair or apoptosis. Several of these targets, including p53, CHK2 and H2AX are tumor suppressors. The protein is named for the disorder Ataxia telangiectasia caused by mutations of ATM.[1] Contents 1 Introduction 2 Structure 3 Function 4 Regulation 5 Role in cancer 6 Interactions 7 See also 8 References 9 Further reading 10 External links Introduction[edit] Throughout the cell cycle the DNA is monitored for damage. Damages result from errors during replication, by-products of metabolism, general toxic drugs or ionizing radiation. The cell cycle has different DNA damage checkpoints, which inhibit the next or maintain the current cell cycle step. There are two main checkpoints, the G1/S and the G2/M, during the cell cycle, which preserve correct progression. ATM plays a role in cell cycle delay after DNA damage, especially after double-strand breaks (DSBs).[2] ATM together with NBS1 act as primary DSB sensor proteins. Different mediators, such as Mre11 and MDC1, acquire post-translational modifications which are generated by the sensor proteins. These modified mediator proteins then amplify the DNA damage signal, and transduce the signals to downstream effectors such as CHK2 and p53. Structure[edit] The ATM gene codes for a 350 kDa protein consisting of 3056 amino acids.[3] ATM belongs to the superfamily of Phosphatidylinositol 3-kinase-related kinases (PIKKs). The PIKK superfamily comprises six Ser/Thr-protein kinases that show a sequence similarity to phosphatidylinositol 3-kinases (PI3Ks). This protein kinase family includes amongst others ATR (ATM- and RAD3-related), DNA-PKcs (DNA-dependent protein kinase catalytic subunit) and mTOR (mammalian target of rapamycin). Characteristic for ATM are five domains. These are from N-Terminus to C-Terminus the HEAT repeat domain, the FRAP-ATM-TRRAP (FAT) domain, the kinase domain (KD), the PIKK-regulatory domain (PRD) and the FAT-C-terminal (FATC) domain. The

(完整版)细胞信号转导研究方法

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。

肿瘤常见信通路

1 JAK-STAT信号通路 1) JAK与STAT蛋白 JAK-STAT信号通路是近年来发现的一条由细胞因子刺激的信号转导通路,参与细胞的增殖、分化、凋亡以及免疫调节等许多重要的生物学过程。与其它信号通路相比,这条信号通路的传递过程相对简单,它主要由三个成分组成,即酪氨酸激酶相关受体、酪氨酸激酶JAK和转录因子STAT。 (1) 酪氨酸激酶相关受体(tyrosine kinase associated receptor) 许多细胞因子和生长因子通过JAK-STAT信号通路来传导信号,这包括白介素2?7(IL-2?7)、GM-CSF(粒细胞/巨噬细胞集落刺激因子)、GH(生长激素)、EGF (表皮生长因子)、PDGF (血小板衍生因子)以及IFN(干扰素)等等。这些细胞因子和生长因子在细胞膜上有相应的受体。这些受体的共同特点是受体本身不具有激酶活性,但胞内段具有酪氨酸激酶JAK的结合位点。受体与配体结合后,通过与之相结合的JAK的活化,来磷酸化各种靶蛋白的酪氨酸残基以实现信号从胞外到胞内的转递。 (2) 酪氨酸激酶JAK(Janus kinase) 很多酪氨酸激酶都是细胞膜受体,它们统称为酪氨酸激酶受体(receptor tyrosine kinase, RTK),而JAK却是一类非跨膜型的酪氨酸激酶。JAK是英文Janus kinase的缩写,Janus在罗马神话中是掌管开始和终结的两面神。之所以称为两面神激酶,是因为JAK既能磷酸化与其相结合的细胞因子受体,又能磷酸化多个含特定SH2结构域的信号分子。JAK蛋白家族共包括4个成员:JAK1、JAK2、JAK3以及Tyk2,它们在结构上有7个JAK同源结构域(JAK homology domain, JH),其中JH1结构域为激酶区、JH2结构域是“假”激酶区、JH6和JH7是受体结合区域。(3) 转录因子STAT(signal transducer and activator of transcription)STAT被称为“信号转导子和转录激活子”。顾名思义,STAT在信号转导和转录激活上发挥了关键性的作用。目前已发现STAT家族的六个成员,即STAT1-STAT6。STAT蛋白在结构上可分为以下几个功能区段:N-端保守序列、DNA结合区、SH3结构域、SH2结构域及C-端的转录激活区。其中,序列上最保守和功能上最重要的区段是SH2结构域,它具有与酪氨酸激酶Src的SH2结构域完全相同的核心序列“GTFLLRFSS”。 2) JAK-STAT信号通路 与其它信号通路相比,JAK-STAT信号通路的传递过程相对简单。信号传递过程如下: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

FAK-ERK信号传导通路

咖啡酸苯乙酯靶向调控人结肠癌HT-29细胞FAK-ERK信号通路的研究 梁路昌1唐志晗1 李珍发2万剑2薛文1王军1涂宏2何葵2* (1.南华大学湖南衡阳421001;2.衡阳市中心医院湖南衡阳421001) [摘要]目的:探讨咖啡酸苯乙酯(caffeic acid phenethyl ester,CAPE)对结肠癌HT-29细胞FAK-ERK信号传导通路中相关蛋白表达的作用,寻找其作用靶点,试图阐明CAPE抗肿瘤作用的分子机制。方法:用不同浓度CAPE处理HT-29细胞,利用Hoechst33258染色法和流式细胞术,检测细胞凋亡的发生。应用Western-blot法分析不同浓度CAPE对HT-29细胞中FAK、ERK蛋白表达的影响。结果:Hoechst33258染色发现CAPE作用后凋亡细胞数量增加。流式细胞仪细胞凋亡率分析显示,0、2.5、5.0、7.5、10μg/ml处理HT-29 细胞24h后,细胞凋亡率上升,呈剂量依赖性。Western印迹结果显示:在(0-10)μg/ml范围内不同浓度CAPE作用于HT-29细胞24h后,FAK、ERK蛋白表达随CAPE浓度的增加而下调。结论:CAPE可诱导人结肠癌HT-29细胞凋亡,其作用机制可能与CAPE 抑制FAK-ERK信号转导通路的激活有关。 [关键词] 咖啡酸苯乙酯;结肠癌细胞HT-29;细胞凋亡;黏着斑激酶;细胞外信号调节激酶;免疫蛋白印迹 Caffeic acid phenethyl ester induces growth arrest and apoptosis of HT-29 colon cancer cells by inhibition FAK /ERK signal transduction pathway LIANG Lu-chang1,TANG Zhi-han1, LI Zhen-fa2, WAN Jian2, XUE Wen1, WANG Jun1, TU Hong2, HE Kui 2* (1.Nan-hua University; Hengyang 421001,China;2.The Central Hospital of Hengyang, Hengyang 421001) [Abstract]Objective: To explore the effects of caffeic acid phenethyl ester (CAPE) on expression of the related proteins in FAK-ERK signal transduction pathway in colorectal carcinoma cell line HT-29, to find out the targets CAPE targeted and to elucidate furtherly the anti-tumor mechanism of CAPE. Methods: The cells of human colorectal carcinoma cell line HT-29 were treated with CAPE at different concentration. Flow cytometry(FCM)and Hoechst33258 staining were used to detect apoptosis. Western blotting analysis was used to

细胞信号传导通路

细胞信号传导通路 1. 信息传导通路的基本组成 人体细胞之间的信息转导可通过相邻细胞的直接接触来实现,但更重要的也是更为普遍的则是通过细胞分泌各种化学物质来调节自身和其他细胞的代谢和功能,因此在人体中,信息传导通路通常是由分泌释放信息物质的特定细胞、信息物质(包含细胞间与细胞内的信息物质和运载体、运输路径等)以及靶细胞 (包含特异受体等)等构成。 信号转导通常包括以下步骤: 释放信息物质→信息物质经扩散或血循 环到达靶细胞→与靶细胞的受体特异性 结合→受体对信号进行转换并启动细胞 内信使系统→靶细胞产生生物学效应 【1】。通过这一系列的过程,生物体对外界刺激作出反应。 3. 信息物质及其分类 信息物质可分为细胞间信息物质与细胞内信息分子。 凡由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质统称为细胞间信息物质,即第一信使,按照细胞分泌信息物质的方式又可将细胞间信息物质分为神经递质、内分泌激素、局部化学介质和气体信号分子。在细胞内传递细胞调控信号的化学物质称为细胞内信息物质,其组成多样化。通常将Ca2+、cAMP、cGMP、DAG、IP3、Cer、花生四烯酸及其代谢物等这类在细胞内传递信息的小分子化合物称为第二信使。责细胞核内外信息传递的物质称为第三信使,能与靶基因特异序列结合,发挥着转录因子或转录调节因子的作用。 研究发现一些信息物质能与位于分泌细胞自身的受体结合而起调节作用,称为自分泌信号。如肝癌细胞能分泌多种血管生成因子,其中VEGF是目前发现的刺激肿瘤血管形成最重要的促进因子,研究表示,肿瘤细胞分泌的VEGF除选择性作用于肿瘤血管内皮细胞上的特异性VEGF受体(Flt-1和KDR),通过酪氨酸激酶介导的信号转导,调控内皮细胞分化和血管形成外,肿瘤细胞自身也有VEGF受体的表达,而且针对VEGF及其受体的干预措施可以改变这些肿瘤细胞的体外增殖活性和其他生物学特征,这些研究表示肿瘤中存在VEGF的自分泌机制【2】。自分泌所产生的信息物质也具有其独特而重要的生理功能。4. 受体分类及与受体相关的信息转导途径 受体是细胞膜上或细胞内能识别生物活性分子并与之结合的成分,他能把识别和接受的信号正确无误地放大并传递到细胞内部,进而引起生物学效应。存在于细胞质膜上的受体称为膜受体,化学本质绝大部分是糖镶嵌蛋白;位于胞液和细胞核中的受体称为胞内受体,它们

TGF-β信号传导通路及其生物学功能

TGF-β信号传导通路及其生物学功能* 刘镕,赵琴平,董惠芬,蒋明森** (武汉大学基础医学院医学寄生虫学教研室,湖北武汉430071) 【摘要】TGF-β信号传导通路是一个包含众多成员的多功能细胞因子大家族,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。TGF-β信号通路就是通过调节细胞的生长、增殖、分化、迁移和凋亡等过程,在组织与器官的发生和形成(胚胎发育、骨骼等器官形成)、机体的免疫反应等生物过程发挥重要的功能。 【关键词】TGF-β信号传导通路;生物学功能;生殖发育;胚胎发育;免疫应答;综述 The TGF-β signaling pathways and their biological functions LIU Rong, ZHAO Qin-ping, DONG Hui-fen, JAING Ming-sen (Department of Medical Parasitology, School of Basic Medical Science, Wuhan University, Wuhan 430071, China) 【Abstract】The transforming growth factor beta (TGF-β) signaling pathway is a superfamily with a large number of multifunctional cytokines, and it, based on the classification of the ligands, was divided into two subfamilies - TGF-β/Activin/Nodal and BMP/GDF/MIS signaling pathways. The activation of this signaling pathway initiates from the binding of TGF-βs ligand to the ir receptors, and then the phosphorylation of the receptors TβRs happens, in which the phosphorylated TβR-I acts directly on the substrates Smads, and finally the activated Smads together with other nuclear factors play either an activation or a repression effect on the transcription of the target genes, finishing passing the signal from cell membrane to the nucleus. The TGF-β signaling pathway participates in many biological processes like the formation of tissues and organs and immune response in both developing embryos and adult organisms through regulating cell growth, differentiation, apoptosis, cellular homeostasis and other cellular functions.

细胞凋亡信号转导通路研究

细胞凋亡信号转导通路研究 细胞凋亡(apoptosis)是一种正常的生理性细胞死亡,它是在各种细胞因子的参与和严格控制下,有步骤的裂解过程,是为了维持机体内环境的稳定。细胞凋亡不足引起的疾病有肿瘤、自身免疫病等;凋亡过度引起的疾病有心肌缺血、心力衰竭、神经退行性疾病、病毒感染等;动脉粥样硬化是由于细胞凋亡过度与不足并存引起的疾病。由于细胞凋亡和这些重大疾病紧密相连,近些年来被广泛关注。研究最多的主要是细胞凋亡过程中的蛋白因子和通路。目前,凋亡通路一般认为有3条:死亡受体、线粒体和内质网通路。 标签:凋亡;caspases;死亡受体;线粒体;内质网 1死亡受体通路 死亡受体是一类跨膜蛋白,属肿瘤坏死因子受体(TNFR)超家族,该家族也被称为神经生长因子受体(NGFR)超家族。已知的死亡受体有TNFRI、Fas、DR3、DR4和DR5、CAR1。其相应的配体分别为TNF、FasL、Apo-3、Apo-2L、ASLV,这些配体构成了TNF超家族。它们由胞外区,跨膜区和胞内区组成,死亡受体与相应的配体结合后,可以通过一系列的信号转导过程,将凋亡信号传向细胞内部,最终引起caspases级联反应,引起细胞凋亡。 1.1 Fas/FasL介导的細胞凋亡FasL与Fas结合后,诱导Fas分子聚集成三聚体,通过Fas胞浆内死亡结构域DD与适配蛋白FADD结合,FADD的死亡效应结构域DED连接caspase-8的DED部分,形成死亡诱导信号复合体DISC,caspase-8经过加工以活性形式从DISC中释放出来。活化的caspase-8 可以绕开线粒体直接激活caspases家族其他成员caspase-3、6、7等引起细胞凋亡。目前,caspase-8激活下游的caspases诱导凋亡主要存在两种信号通路,这两种途径的激活主要由caspase-8的量决定:当DISC中caspase-8足量时,通过第一条信号途径,激活caspase-3、6、7,引起细胞裂解而凋亡;而当caspase-8少量时,通过第二条信号途径,caspase-8将胞浆中bcl-2家族的促凋亡蛋白分子bid裂解成一个含BH3结构域的tBid和一个小片段jBid[1]。tBid被运送到线粒体,与Bcl-2/Bax 的BH3结构域形成复合物,导致CytC释放,并与Apaf-1结合并活化Apaf-1激活caspase-9,随之激活caspase-3等引起凋亡。最新的研究表明,Fas的DD结构域还可以直接结合DAXX,激活JNK途径引起细胞凋亡。Fas/FasL细胞凋亡最重要的不同就是没有细胞核的参与和基因的活化。 1.2 TNFR1/TNF-α介导的细胞凋亡TNFR1含有3个功能域C端死亡域、ASD 和NSD,前两者在凋亡中起重要作用。 生理条件下,跨膜形式和可溶性TNF-α前体都是以三聚体的形式发挥作用的。TNF-α三聚体与TNFR1相互交联后诱导TNFR1的DD区聚集。TNFR1的DD区与TRADD的DD区相互作用,引起细胞裂解而凋亡或者导致线粒体释放CytC和Smac,活化线粒体凋亡途径。TRADD还可直接与TANK结合,激活JNK

关于信号转导研究的若干问题

关于信号转导研究的若干问题 郑仲承 (中国科学院上海生物化学研究所) 目录 第一节信号以及细胞传递信号的主要“设备” 第二节信号转导系统的特征 第三节二聚作用是调节信号转导的一个重要机制 第四节信号转导的生物学效应 第五节以信号转导为靶的疾病治疗 第六节走向未来 打信号(Signalling)是生物结间通消息的一种最基本,最原始和最重要的方式。比如,老虎沿着一个圈撒了一泡尿。这个圈所划定的范围就成为这只老虎的"领地"。别的老虎经过时,闻到这种味道就"识相"地悄悄离去,免遭麻烦。孙悟空用金箍棒在地上划了一个圈,让唐僧、八戒、沙僧和小龙马待在里面。妖怪来了,想抓走唐僧,却被这个圈发出的万道金光所逼退。又如,我国古代的烽火台,在外敌入侵时,狼烟四起,发出警报。交战双方下的战书,包括哀的美登书,都传递了作战的消息。写信、打电话、打手电。发暗示、对口令、对暗号、发SOS求救信号也是发消息,同情报的手段。美好的事情也要用信号来传达。如,蜜蜂告诉伙伴什么地方有美味的花粉时,就在伙伴们面前飞舞。以各种不同的优美舞姿指示食物的方向、方位、品种、数量和距离等等。鸟类在求偶时,相互欢快地仆翼,顶喙;蛇类在交欢时纠缠盘结的双蛇快步舞;昆虫的鸣叫等等。愉悦的信号还有下课的铃声、睡觉的号声、开饭的钟声、空调机的马达声等,当然,还有无线电的歌声,电视机的笑声等等。总之,生物的生命活动离不开信号。 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。有的信号激奋高昂,促进细胞增殖;有的信号谆谆劝诱,使细胞向一定的方向分化;有的信号如此迷惘,使得细胞误入歧途,无节制地分裂,"疯长";有的信号哀徊低荡,让细胞心甘情愿地去死亡! 虽然,我们身居闹市,经常在车辆的轰隆声和不绝耳的喇叭声、小贩的叫卖声、鸟叫蝉鸣、打击碰撞、潺潺流水、电话电视……中煎熬,但是,我们总能我自岿然不动地处变不惊,在这些杂乱无章的信号中找到自己需要的信号,作出正确的反应,安然地生活。即对有些信号置之不理,对有些信号听之任之,对有些信号一关了之,都有些信号则照此办理,作出反应。细胞也有一个接受、归纳、分析、筛选、放大、传达、处理和答复(响应)信号的过程与机制,使得细胞最终决定:是增殖分裂;是分化成熟;是变异追求一时的痛快,求己之生存而不顾其载体的死活,最后落个鸡飞蛋打,统统死光光;还是干干脆脆地自作了断,一死了之。 可见,信号只是个诱因,生理反应是信号作用于细胞的最终结果。相同的信号作用于不同的细胞可以引发完全不同的生理反应;不同的信号作用于同一种细胞却可以引发出相同的生理反应。细胞的一切生命活动都与信号有关,信号是细胞一切活动的始作俑者。因此,对信号转导的研究非常重要,非常有用。无怪乎近几年你也打信号,我也打信号,他、她也打信号,信号转导研究成为一个发烫的热点。 第一节信号以及细胞传递信号的主要“设备” 可以将细胞内的信号转导与电子计算机作比较。那些起着细胞内信号转导通路作用的分子可以视作为细胞内集成电路的分子转换器(开关),它们放电时就与适当的信号接受器相连接。想象一下吧,尽管有些差异,电子计算机的操作过程与细胞内信号转导事件何其相似乃而!二者都有信息的定向流动;二者都有编纂过的语言,并通过它们将信息加以译释;二者又都有一套套的反应系统,通过这些反应就可以对它们所接受到的输入信号作出响应。当然,有生命的细胞比之电子计算机要高明得多。设想一下,在任何时刻,会有多少不同的细胞外刺激同时施加于细胞之上!它们驱动了多少细胞内信号转导通路!但是,在细胞内,所有这些信号通路都有严密的协调关系。显然,细胞内信号转导是一个有严密组织的,并且是高度网络的过程。 一作用于细胞的信号 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

抑郁症信号转导通路研究_李爱师

2012年12月第2卷第24期·综 述·抑郁症信号转导通路研究 李爱师 海军机关门诊部,北京 100841 [摘要] 长期给予抗抑郁剂可以增加脑内cAMP依赖性PKA的表达水平,继而激活cAMP反应元件结合蛋白。CREB可以调节脑源性神经生长因子的表达。大量的研究表明cAMP 和BDNF是多种抗抑郁剂的共同通路,现就此进行综述,探讨其与抗抑郁剂之间的关系,为精神药理和新药研发提供依据。 [关键词]抑郁症;抗抑郁剂;cAMP反应元件结合蛋白;脑源性神经生长因子 [中图分类号]?R749.4 [文献标识码]?A [文章编号]?2095-0616(2012)24-31-03 Recent progress in sigal transduction research of major depression LI?Aishi Navy Headquarters Clinics of PLA,Beijing 100841,China [Abstract] It is known that long-term antidepressant administration increases the expression of cAMP-dependent PKA and thereby the activity of the transcription factor cAMP response element binding protein (CREB), which leads to enhanced transcription of genes containing a cAMP-responsive element in their promotor. One of the target genes of CREB is brain-derived neurotrophic factor (BDNF),which play a central role in the mechanism of antidepressant action. Several lines of evidence suggest that cAMP response element binding protein(CREB)and brain derived neurotrophic factor(BDNF)are common targets of different classes or antidepressants.The present review will explore these two signal transduction pathways involved in antidepressant action and their possible use in psychopharmacogenomics and drug discovery. [Key words] Depression;Antidepressant;cAMP response element binding protein;Brain derived neurotrophic factor 抑郁症(depression)是一种慢性、反复发作的情感性精神疾病,其临床表现多样,如食欲和睡眠障碍,情绪低落,悲观厌世,甚至具有自杀倾向。随着生活节奏的加快和社会竞争的日益激烈,抑郁症的发病率逐渐升高。据世界卫生组织推测,目前全球约有3.4亿抑郁症患者,且这个数字以每年113%的增长率快速递增,预计到2020年,抑郁症可能成为仅次于心脏病的第2大疾病[1]。Schildkraut和Bunney等在1965年几乎同时提出抑郁症发病的“单胺假说(monoamine hypothesis)”,该学说认为,抑郁症的生物学基础主要是由于脑内单胺递质5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)和(或)去甲肾上腺素(norepinephrine,NE)的缺乏。目前临床使用的抗抑郁药(antidepressant)绝大多数是基于“单胺策略”的药物,即通过增强5-HT和(或)NE的神经传递发挥作用的。而抑郁症是基因与环境相互作用的结果,发病机制复杂,临床上仍然有30%患者对单一靶点抗抑郁剂治疗无效,并且临床使用的抗抑郁剂大多存在“延迟起效”“有效率不高”“不良反应严重”等亟待解决的问题[2-3]。目前大多数研究认为,单胺水平的降低所引起的受体以及受体后信号转导通路的适应性变化是抑郁症发生的关键因素,本研究就此作一综述。 目前研究发现,长期给予5-HT重吸收抑制剂以及其他种类的抗抑郁剂,可以导致cAMP第二信使通路在多个水平上的适应性改变,包括CREB表达增强[4]。转录因子CREB的上调表明长期抗抑郁剂可以调节特异性基因靶标,而且这些基因靶标本身可以介导抗抑郁剂的活性。多种基因靶标能够被CREB所调控,例如BDNF以及它的跨膜受体蛋白酪氨酸B(trkB)。长期给予5-HT重吸收抑制剂以及其他种类的抗抑郁剂,可以增加海马中BDNF和trkB的表达[5]。这些研究证均提示:长期的抗抑郁治疗可以上调cAMP通路及BDNF-trkB水平,这为抗抑郁剂的发展提供了新的信息。 1?抗抑郁剂与cAMP第二信使通路 1.1?抗抑郁剂调节cAMP水平 有许多5-HT受体的亚型可以调节cAMP功能,其中5-HT4、5-HT5 A、5-HT6、5-HT7受体亚型可以刺激cAMP产生,而5-HT1A、5-HT1B、5-HT1D、5-HT1E受体亚型则抑制cAMP产生,这些受体被腺苷酸环化酶(adenylyl cyclase,AC)耦联,该酶分别经刺激型G蛋白(Gs)和抑制型G蛋白(Gi)分解ATP成cAMP。G蛋白有三个亚基,α、β、γ,与该受体相互作用的激动剂可以导致这些亚基的分离,产生自由状态的、具有生物活性的α、β、γ,用来调节腺苷酸环化酶的活性。抗抑郁剂可以影响cAMP系统的首次依据是发现抗抑郁治疗可以降低β肾上腺素受体产生cAMP的水平,后来多项研究也证实,除5-HT重吸收抑制剂外,其他种类的抗抑郁剂均可以产生同样结果。长期抗抑郁治疗可以增加cAMP系统的受体后成分,包括AC酶活性的提高,PKA酶水平的提高,CREB 和特定的靶标基因功能及表达的增强[6]。长期给予一些种类的抗抑郁剂而非5-HT重吸收抑制剂可以增加AC的GTP活性,原因可能是由于GS与AC耦联活性的增加而导致的,而非GS 与AC表达的增加。 CHINA MEDICINE AND PHARMACY 31

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