notch信号通路幻灯片

Notch基因最早发现于果蝇，部分功能缺失导致翅缘缺刻（notches，图8-36）。

在胚胎发育中，当上皮组织的前体细胞中分化出神经元细胞后，其细胞表面Notch配体Delta与相邻细胞膜上的Notch结合，启动信号途径，防止其它细胞发生同样的分化，这种现象叫作侧向抑制（lateral inhibition）。

Notch突变的半合子[9]或纯合子在胚胎期死亡，其胚胎中神经组织取代了上皮组织从而使神经组织异常丰富。

Notch信号途径由Notch、Notch配体（DSL蛋白）和CSL（一类DNA结合蛋白）等组成。

Notch及其配体均为单次跨膜蛋白，当配体（如Delta）和相邻细胞的Notch结合后，Notch 被蛋白酶体切割，释放出具有核定位信号的胞质区ICN（intracellular domain of Notch），进入细胞核与CLS结合，调节基因表达。

可概括为（图8-37）：Delta→Notch→酶切→ICN→进入细胞核→CLS-ICN复合体→基因转录。

图8-36 Notch缺陷引起果蝇翅缘缺刻Notch：为分子量约300KD的蛋白质，果蝇只有1个Notch基因，人类4个（Notch1-4）。

Notch的胞外区是结合配体的区域，具有不同数量的EGF样重复序列（EGF-R）和3个LNR （Lin/Notch repeats）。

胞内区由RAM（RBP-J kappa associated molecular）结构域、6个锚蛋白（cdc10/ankyrin，ANK）重复序列、2个核定位信号[10]（NLS）和PEST结构域。

RAM 结构域是与CSL结合的区域，PEST结构域与Notch的降解有关。

Notch蛋白要经过三次切割，第一次在高尔基体内被furin切割为2个片断，转运到细胞膜形成异二聚体。

当配体结合到胞外区，Notch蛋白又发生两次断裂，先是被肿瘤坏死因子-α-转化酶（TNF-α-converting enzyme，TACE）切割，然后被γ-促分泌酶（γ-secretase）切割，后者需要早老蛋白（presenilin，PS）参与。

Notch信号通路简介命名由来：功能下调会导致果蝇翅膀缺刻。

【1】主要功能参与发育过程中的细胞分化。

参与决定细胞命运。

1.影响果蝇与脊椎动物的神经分化。

在果蝇Notum中，Notch首先确定有分化成神经潜能的细胞的数量（lateral inhibition），再决定这些细胞的后代中哪些分化成神经，哪些分化成神经胶质（lineage decisions）。

2.果蝇翅膀中Notch信号通路决定D-V界限，它的缺失可能引起翅的缺刻。

2龄幼虫开始形成背腹间隔，选择基因Ap(apterous)在翅膀的背区表达，诱导Fringe 和Serrate 在背隔间区表达，而Delta则在背腹区均有表达。

在背间隔区，Fringe抑制serrate的功能，而促进Dl的功能。

所以，serrate在靠近DV界限的腹间隔区激活Notch(没有fringe),而Dl在靠近DV界限的背间隔区激活Notch(fringe激活其活性)。

Notch信号可能与癌症相关。

50% 的 T-cell acute lymphoblastic leukaemias中都可以检测到Notch 1的突变。

Notch还参与调控血管的生成。

Notch信号可能与免疫相关。

它可以促进Tαβ细胞的形成，与Gata 3基因协同调控 CD4+细胞向Th 1/Th 2 类型的分化[7]，并且可增加外周免疫器官边缘区B 细胞的数量。

¤- Notch信号通路只能影响相邻的细胞。

没有二级信使，信号传递速度快。

¤-相邻细胞可以通过Notch受体与配体的结合传递Notch信号，从而扩大并固化细胞间的分子差异，最终决定细胞命运，影响器官形成和形态发生。

¤-Notch信号在细胞中常被反复激活，决定不同的细胞命运。

（比如神经细胞的分化、比如翅形态建成）【2】信号通路的成员Serrate (Jagged1、Jagged2 in mammals) ★功能：Notch配体，激活受体细胞Notch信号通路。

Notch信号通路Notch基因最早发现于果蝇，部分功能缺失导致翅缘缺刻。

在胚胎发育中，当上皮组织的前体细胞中分化出神经元细胞后，其细胞表面Notch配体Delta与相邻细胞膜上的Notch结合，启动信号通路，防止其它细胞发生同样的分化。

当配体和相邻细胞的Notch结合后，Notch被蛋白酶体切割，释放出具有核定位信号的胞质区ICN，进入细胞核与CLS结合，调节基因表达。

composed of a short extracellular region, a single transmembrane-pass, and aNotch-mediated juxtacrine signal between adjacent cells.Notch signaling stepsNotch信号通路抑制剂100年以前，Thomas Hunt Morgan发现一种基因突变会导致黑腹果蝇锯齿缘翅膀（notched wing），于是将这个基因命名为Notch，Notch信号通路的研究也就是从这里起步。

现在Notch信号异常已经与多种疾病联系起来，包括肿瘤、CADASIL综合征、Alagille综合征、脊椎肋骨发育不全，Notch信号通路抑制剂已经进入临床研究阶段。

Notch是细胞之间的通讯系统，信息在信号发出细胞与信号接收细胞之间传递，维持组织的发育和稳态。

Notch受体有Notch1、Notch2、Notch3、Notch4四种，而Notch配体有DLL1、DLL3、DLL4、JAG1、JAG2五种，当配体与受体相互作用，Notch受体经过三次剪切，胞内区（NICD）释放出来进入细胞核，激活相关基因转录。

目前的研究发现，造血系统、脉管系统、心脏发育、皮肤分化、脊柱、内耳、肝脏、肿瘤等与Notch信号有关，肿瘤是目前的研究热点，乳腺癌、T细胞白血病等存在Notch1激活/强化突变。

Notch信号调节动脉、静脉发育的平衡，抑制Notch信号会打破脉管系统平衡，肿瘤得不到有效供血，这是一种可能的抗肿瘤机制。