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.
【Key words】TGF-β signaling pathways; biological functions; reproductive development; embryonic development; immune response; review
TGF-β信号通路是一个包含众多成员的多功能细胞因子的大家族，主要通过调节细胞的生长、增殖、分化、迁移和凋亡等过程，参与介导组织与器官的正常生长和发育（胚胎发育、骨骼等器官形成）、机体的免疫反应等生物过程，尤其在胚胎的发育和形成、组织和器官的形成与修复以及免疫应答调节等方面发挥重要的作用（Wikipedia，/wiki/Transforming_growth_factor
_beta）。本文将对TGF-β信号传导通路中的配体、受体与效应分子的组成（表1）和激活方式，及其参与调节的生物学功能作一综述，以进一步全面而深入地总结和介绍有关TGF-β信号通路的最新研究进展。
表1 TGF-β家族成员及其受体与信号分子
Table 1 TGF-β family members and their receptors and effectors
TGFβ亚家族TGF-β/Activin/Nodal BMP/GDF/MIS
配体TGF-βs, Activins, Nodal BMPs, GDFs, MIS
II型受体TβR-II, ActR-II, ActR-IIB BMPR-II, ActR-II, ActR-IIB
I型受体TβR-I, ActR-I, ActR-IB BMPR-IA, BMPR-IB, ActR-I
通路特异性Smads Smad 2, Smad 3 Smad 1, Smad 5, Smad 8
共同Smad Smad 4 Smad 4
抑制性Smads Smad 6, Smad 7 Smad 6, Smad 7
生物学效应抑制有丝分裂；诱导细胞外基质
合成；诱导背部中胚层的形成；
诱导网织红细胞的分化；
诱导促卵泡激素的释放。诱导腹侧中胚层的形成；诱导软骨和骨的形成；诱导细胞凋亡。
1 TGF-β配体（TGF-βs ligands）
TGF-β超家族成员包括至少30种相关的配体分子，根据分子之间的相似性和它们激活的下游特异性信号通路途径可以分为TGF-β/Activin/Nodal和
BMP/GDF/MIS两个亚家族，其中已知TGF-βs包括TGF-β1~5，Activin包括Inhb A、B，BMPs包括BMP2~16（BMP1是一种金属蛋白酶，不属于TGF-β超家族成员），GDFs包括GDF1~15 [1, 2]。以前文献[1, 3-5]报道，TGF-β超家族分子具有一
