细胞信号转导异常与疾病重点

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）。

细胞信号转导机制及其疾病关联细胞信号转导机制是指细胞内外的信号通过一系列的分子和细胞器相互作用，最终导致下游效应的过程。

细胞信号转导机制的正常功能对于维持生物体的正常生长、发育和功能具有至关重要的作用。

然而，当细胞信号转导通路发生异常时，会导致一系列疾病的发生和进展。

本文将介绍细胞信号转导机制的基本过程，并重点介绍与其相关的一些重要疾病。

细胞信号转导机制的基本过程包括信号的传导、信号的放大和信号的调控。

信号的传导是指外界刺激通过细胞膜上的受体传递给细胞内部的信号分子。

信号的放大是指在细胞内信号分子相互作用的过程中，信号的强度逐渐增强。

信号的调控是指通过激活或抑制信号转导通路中的关键分子，调节信号通路的活性和效果。

癌症是细胞信号转导机制异常的一种常见疾病。

癌症细胞通常具有异常的增殖和生存能力，这与一些信号通路的异常活性有关。

例如，RAS-MAPK信号通路的异常激活与多种癌症相关，RAS蛋白激活突变会导致信号通路的持续激活，促进肿瘤细胞的增殖和转移。

另外，PI3K-AKT-mTOR信号通路也常见于多种类型的癌症中。

异常激活的PI3K-AKT-mTOR信号通路可以促进细胞的增殖和凋亡抵抗，从而使癌细胞获得生长和生存的优势。

炎症是免疫系统的一种重要反应，维护机体免受外界病原体和损伤的侵害。

然而，当炎症反应过度或持续时，会导致一系列炎症相关的疾病，如类风湿关节炎和炎症性肠病。

炎症的发生和发展与多种细胞信号转导通路的异常激活有关。

其中，NF-κB信号通路在炎症反应中发挥重要的作用。

当炎症信号激活NF-κB通路时，会导致一系列炎症相关基因的转录，促进炎症反应的发生和维持。

免疫系统相关的疾病也与细胞信号转导机制的异常有关。

例如，自身免疫性疾病是免疫系统对自身组织产生异常免疫反应的疾病。

这些疾病的发生和发展与免疫系统信号转导通路的异常激活有关。

例如，T细胞受体信号转导通路的异常激活与多种自身免疫病相关。

当T细胞受体通过与自身抗原结合时发生异常激活的信号转导，将导致自身抗体的产生和自身组织的损伤。

第九版病理生理学第十章细胞信号转导异常与疾病考点剖析内容提要：笔者以王建枝主编的病理生理学第九版教材为蓝本，结合40余年的病理生理学教学经验，编写了第九版病理生理学各章必考的考点剖析，共二十章。

本章为第十章细胞信号转导异常与疾病。

本章考点剖析有重点难点、名词解释（4）、简述题（14）、填空题（4）。

适用于本科及高职高专临床、口腔、医学、高护、助产等专业等学生学习病理生理学使用，也适用于临床执业医师、执业助理医师考试人员及研究生考试人员使用。

目录第十章细胞信号转导异常与疾病第一节概述第二节细胞信号转导异常的机制第三节细胞信号转导异常与疾病第四节细胞信号转导异常相关疾病防治的病理生理基础重点难点掌握：细胞信号转导的概念、细胞信号转导异常的发生机制。

熟悉：细胞信号转导的基本过程及调节；细胞信号转导不同环节的异常与疾病的关系。

了解：细胞信号转导调控与疾病防治的病理生理基础。

一、名词解释（4）1、细胞信号转导：是指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的过程。

2、G蛋白：指可与鸟嘌呤核苷酸可逆性结合的蛋白质家族3、细胞增殖周期：是指增殖细胞从上一次分裂结束到下一次分裂终了的间隔时间。

4、细胞凋亡：是指由体内外因素触发细胞内预存的死亡程序而导致的细胞死亡过程。

二、简述题（14）1、G蛋白偶联受体介导的细胞信号转导有哪些途径？答：该信号转导途径通过配体作用于G蛋白偶联受体(GPCR)实现。

GPCR配体包括多种激素(去甲肾上腺素、抗利尿激素、促甲状腺激素释放激素等)、神经递质和神经肽、趋化因子以及光、气味等，它们在细胞生长、分化、代谢和组织器官的功能调控中发挥重要作用。

此外，GPCR还介导多种药物，如B肾上腺素受体阻断剂、组胺拮抗剂、抗胆碱能药物、阿片制剂等的作用。

2、酪氨酸蛋白激酶受体介导的细胞信号转导有哪些途径？答：受体酪氨酸蛋白激酶(RPTK)配体以生长因子为代表，主要有表皮生长因子、血小板源生长因子、血管内皮细胞生长因子等，与生长、分化、免疫、肿瘤等有密切关系。

细胞信号转导和疾病的关系细胞信号转导是细胞内发生的非常重要的过程。

细胞内的生化反应和调控，都是通过细胞信号转导来实现的。

然而，当细胞信号转导出现异常时，会对细胞的正常生理功能造成严重的损害，引起各种疾病的发生和发展。

因此，研究细胞信号转导和疾病的关系，对于探究疾病的发病机制和寻找治疗方法具有重要的意义。

下面从两个方面来探讨细胞信号转导和疾病的关系。

一、细胞信号转导和肿瘤的关系肿瘤是危害人类健康的一种严重疾病，其发生和发展与多种因素密切相关，包括遗传因素、环境因素、免疫功能异常等。

其中，细胞信号转导异常是导致肿瘤发生和发展的重要原因之一。

细胞信号转导主要分为三个阶段：信号传递、转导和反应。

其中，细胞内的信号分子主要分为激活和抑制两种。

当激活分子与细胞膜上的受体结合时，会引起一系列的生化反应，从而改变细胞内的信号传递和转导，促进特定的细胞反应。

然而，在肿瘤细胞中，这些信号分子往往会出现异常的表达和活性，导致细胞信号转导通路的失控，使肿瘤细胞无限制地增殖、扩散和侵袭。

例如，一种被称为“淋巴瘤激酶”的信号分子在慢性淋巴细胞白血病的患者中表达异常，并参与了细胞增殖和恶变的过程。

以此为靶点的抗肿瘤药物如“伊马替尼”等已经在临床上得到了广泛应用。

此外，研究显示，一些细胞内的信号调节蛋白，如“p53”、“Ras”等，在肿瘤细胞中也出现了异常的表达和活性，进一步揭示了细胞信号转导与肿瘤发生和发展的关系。

二、细胞信号转导和心血管疾病的关系心血管疾病是世界范围内最为常见的疾病之一，其发生和发展与多种因素有关。

近年来，研究人员逐渐发现，细胞信号转导异常也是导致心血管疾病发生和发展的重要原因之一。

细胞信号转导异常和心血管疾病的关系主要表现在两个方面：一是心肌细胞的异常信号转导和突触传递，在心血管疾病的发生和发展中起到重要作用；二是血管内皮细胞的信号转导异常，也会导致血管内膜损伤和血管收缩等生理功能紊乱。

例如，在心力衰竭的患者中，常伴随着钠-钾泵的异常表达和活性，引起细胞内钠离子的堆积和钠钙交换的失控，从而导致心肌细胞异常收缩和功能的下降。

第五节细胞信号转导异常与疾病2015-07-15 70969 0阐明细胞信号转导机制对于认识生命活动的本质具有重要的理论意义，同时也为医学的发展带来了新的机遇和挑战。

信号转导机制研究在医学发展中的意义主要体现在两个方面，一是对发病机制的深入认识，二是为新的诊断和治疗技术提供靶位。

目前，人们对信号转导机制及信号转导异常与疾病关系的认识还相对有限，该领域研究的不断深入将为新的诊断和治疗技术提供更多的依据。

一、信号转导异常及其与疾病的关系具有多样性细胞信号转导异常主要表现在两个方面，一是信号不能正常传递，二是信号通路异常地处于持续激活或高度激活的状态，从而导致细胞功能的异常。

引起细胞信号转导异常的原因是多种多样的，基因突变、细菌毒素、自身抗体和应激等均可导致细胞信号转导的异常。

细胞信号转导异常可以局限于单一通路，亦可同时或先后累及多条信号转导通路，造成信号转导网络失衡。

细胞信号转导异常在疾病中的作用亦表现为多样性，既可以作为疾病的直接原因，引起特定疾病的发生；亦可参与疾病的某个环节，导致特异性症状或体征的产生。

疾病时的细胞信号转导异常可涉及受体、胞内信号转导分子等多个环节。

在某些疾病，可因细胞信号转导系统的某个环节原发性损伤引起疾病的发生；而细胞信号转导系统的改变也可继发于某种疾病的病理过程，其功能紊乱又促进了疾病的进一步发展。

二、信号转导异常可发生在两个层次细胞信号转导异常的原因和机制虽然很复杂，但基本上可从两个层次来认识，即受体功能异常和细胞内信号转导分子的功能异常。

（一）受体异常激活和失能1．受体异常激活在正常情况下，受体只有在结合外源信号分子后才能激活，并向细胞内传递信号。

但基因突变可导致异常受体的产生，不依赖外源信号的存在而激活细胞内的信号通路。

如EGF受体只有在结合EGF后才能激活MAPK通路，但ERB-B癌基因表达的变异型EGF 受体则不同，该受体缺乏与配体结合的胞外区，而其胞内区则处于活性状态，因而可持续激活MAPK通路。

细胞信号转导与疾病的关系随着科技的不断发展，人们对于细胞信号转导的了解也越来越深入。

信号转导是一种复杂的过程，它通过一系列的化学反应，将外界的信号转化为细胞内部的信息，从而控制细胞的生长、分化、凋亡、代谢等活动。

然而，当信号转导失控时，就会导致疾病的发生。

本文将从信号转导与疾病的关系出发，探讨细胞信号转导在疾病中的作用和意义。

信号转导与癌症癌症是目前世界上最为严重和棘手的慢性疾病之一，其发生与信号转导异常有密切关系。

癌细胞的生长和扩散是通过多种信号转导通路的异常激活来实现的，例如Wnt、NF-\ kappaB、mitogen-activated protein kinase (MAPK)等通路。

其中最为经典的就是著名的EGF/EGFR通路。

该通路是肿瘤生长和转移的多个信号通路中用得最广泛的一种。

根据研究，EGF/EGFR通路不仅参与了癌症的停滞期，而且还使癌症复发并增加癌症转移的风险。

因此，开发EGF/EGFR信号通路的抑制剂在临床治疗癌症中具有广阔的发展前景。

信号转导与心血管疾病心血管疾病是目前健康问题最严重的慢性病之一。

多数心血管疾病都与血管内皮细胞的功能异常有关，而信号转导对于血管内皮细胞的功能发挥有着重要的调节作用。

信号转导通路中，NO/cGMP通路是最值得关注的通路之一。

NO/cGMP信号转导通路通过一系列的化学反应，使得血管内皮细胞产生一种抑制因子——一氧化氮（NO），从而促进血管扩张，改善血流，降低血压。

但是，在许多心血管疾病（如高血压、动脉硬化、心肌梗死等）中，NO/cGMP通路的功能失调，则会导致血管损伤和不良的介质释放。

因此，开发NO/cGMP通路的调节剂具有极高的实际价值。

信号转导与自身免疫性疾病自身免疫性疾病是一类免疫系统失调引起的疾病，如类风湿性关节炎、狼疮等。

对于自身免疫性疾病的发生，信号转导也发挥了重要的作用。

在自身免疫性疾病的发生中，免疫细胞通过多种信号通路激活，释放大量的炎性因子，从而导致炎性反应的发生和组织的损伤。

细胞信号传导的异常与疾病细胞信号传导是细胞间信息交流的基本过程，它对维持生物体内环境稳定、调节发育和维护生命功能至关重要。

然而，当细胞信号传导发生异常时，可以导致多种疾病的发生和发展。

本文将介绍细胞信号传导异常与疾病之间的关系。

一、细胞信号传导异常的原因1. 基因突变：细胞信号传导通路中的关键基因突变可导致信号传导失调。

例如，突变后的激酶可能会过度活跃或完全失去活性，影响细胞内外信号的传递和接收。

2. 药物干扰：某些药物可与细胞信号传导通路的组成部分相互作用，干扰信号传导的正常进行。

这可能导致信号的异常过度激活或完全失去响应。

3. 长期暴露于有害环境：环境因素，例如辐射、化学物质或病原体感染，可能对细胞信号传导产生负面影响，导致异常发生。

二、细胞信号传导异常与疾病1. 癌症：细胞信号传导异常在癌症的发生和进展中起着重要作用。

癌细胞常常出现异常的信号传导通路，使其能够发展为无限增殖和抵抗凋亡的状态。

2. 免疫系统疾病：自身免疫性疾病是由细胞信号传导异常引起的。

免疫细胞的过度活跃或不足，以及异常的信号传导通路可能导致免疫系统攻击正常组织或无法有效对抗感染。

3. 神经系统疾病：神经细胞间的信号传导异常可能导致神经系统疾病，如帕金森病、阿尔茨海默病等。

这些疾病通常与神经细胞信号传导过程中的蛋白质异常或突变有关。

4. 心血管疾病：细胞信号传导异常在心血管疾病中也起着重要作用。

心肌细胞的异常信号传导可导致心律失常、心肌梗塞等疾病的发生。

三、诊断与治疗1. 诊断方法：细胞信号传导异常通常可以通过基因测序、蛋白质检测和细胞信号传导通路的功能分析来确定。

这些诊断方法可以帮助医生了解疾病的发生机制，并指导后续治疗措施的制定。

2. 治疗策略：细胞信号传导异常的治疗主要包括药物干预和基因治疗。

药物可以被设计用来激活或抑制细胞信号传导通路中的特定分子，以恢复信号的正常传导。

基因治疗可以通过修复或替换受损基因来恢复细胞信号传导通路的正常功能。

细胞信号转导异常与疾病一、概述细胞信号转导系统由受体或能接受信号的其他成分以及细胞内的信号转导通路组成。

(一)细胞信号转导的基本过程和机制1、信号的接受和转导典型的信号转导过程是由受体接受信号，并启动细胞内信号转导通路的过程。

细胞受体分为膜受体和核受体。

大多数为膜受体-包括G蛋白耦联受体(GPCR)家族、酪氨酸蛋白激酶型受体或受体酪氨酸激酶(RTK)家族、细胞因子受体超家族、丝/苏氨酸蛋白激酶(PSTK)型受体、死亡受体家族(TNFR、Fas等)、离子通道型受体以及粘附分子(整合素等)。

细胞信号转导过程是由细胞内一系列信号转导蛋白的构象、活性或功能变化来实现的，通常具有活性和非活性两种形式。

控制信号转导蛋白活性的方式:①通过配体调节:例如，第二信使IP3能激活平滑肌和心肌内质网/肌浆网上作为Ca2+通道的IP3受体，使Ca2+通道开放。

cAMP和DAG 能分别激活PKA和PKC。

②通过G蛋白调节:G蛋白指的是能结合GTP或GDP，并具有内在GTPase活性的蛋白。

GTP结合是它们的活性形式，与GDP结合则关闭通路。

③通过可逆磷酸化调节:MAPK家族的激活机制都通过磷酸化的三级酶促级联反应。

2、信号对靶蛋白的调节:信号转导通路对靶蛋白调节的最重要的方式是可逆性的磷酸化调节。

3、膜受体介导的信号转导通路举例:G蛋白耦联受体家族:G蛋白可激活多条信号转导通路(1)刺激型G蛋白(Gs)，激活腺苷酸环化酶(AC)，引发cAMP-PKA 通路，PKA使多种蛋白质磷酸化。

(2)抑制型G蛋白(Gi)，抑制AC活性，导致cAMP水平降低，导致与Gs相反的效应。

(3)通过Gq蛋白，激活磷脂酶C(PLCβ)，产生双信使DAG和IP3。

DAG激活PKC;IP3可激活Ca2+通道。

④G蛋白-其他磷脂酶途径:GPCR还能激活磷脂酶A2，促进花生四烯酸、前列腺素、白三烯等的生成，以及磷脂酶D，产生磷脂酸和胆碱。

⑤激活MAPK家族成员的信号通路:激活MAPK，转入核内，调节转录因子活性。

细胞信号转导与疾病一、基本要求1．掌握细胞信号转导得概念2．熟悉细胞信号转导不同环节得异常与疾病得关系3．了解细胞信号转导异常性疾病防治得病理生理基础二、知识点纲要(一)细胞信号转导得概念指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子得刺激,经细胞内信号转导系统转换,从而影响细胞生物学功能得过程。

水溶性信息分子及前列腺素类（脂溶性)必须首先与胞膜受体结合,启动细胞内信号转导得级联反应,将细胞外得信号跨膜转导至胞内；脂溶性信息分子可进入胞内,与胞浆或核内受体结合,通过改变靶基因得转录活性，诱发细胞特定得应答反应。

(二）细胞信号转导得主要途径1。

G蛋白介导得信号转导途径G蛋白可与鸟嘌呤核苷酸可逆性结合．由α、β与γ亚基组成得异三聚体在膜受体与效应器之间起中介作用。

小Ｇ蛋白只具有Ｇ蛋白α亚基得功能,参与细胞内信号转导。

信息分子与受体结合后，激活不同G蛋白,有以下几种途经:（1）腺苷酸环化酶途径通过激活Ｇ蛋白不同亚型,增加或抑制腺苷酸环化酶(ＡC)活性，调节细胞内cAMP浓度。

cAMP可激活蛋白激酶Ａ（PKＡ）,引起多种靶蛋白磷酸化，调节细胞功能.（2) 磷脂酶途径激活细胞膜上磷脂酶C(ＰLＣ),催化质膜磷脂酰肌醇二磷酸(PIP2)水解,生成三磷酸肌醇(IP3）与甘油二酯(DG）。

IP3促进肌浆网或内质网储存得Ca２＋释放。

Ｃａ2+可作为第二信使启动多种细胞反应。

Ca2＋与钙调蛋白结合,激活Cａ2+／钙调蛋白依赖性蛋白激酶或磷酸酯酶,产生多种生物学效应。

DG与Ca２+能协调活化蛋白激酶C(PKC）。

2。

受体酪氨酸蛋白激酶(RTPＫ)信号转导途径受体酪氨酸蛋白激酶超家族得共同特征就是受体本身具有酪氨酸蛋白激酶（ＴＰK）得活性,配体主要为生长因子。

ＲTＰK途径与细胞增殖肥大与肿瘤得发生关系密切。

配体与受体胞外区结合后,受体发生二聚化后自身具备(TPK)活性并催化胞内区酪氨酸残基自身磷酸化。

RTPK得下游信号转导通过多种丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶得级联激活：(1)激活丝裂原活化蛋白激酶（MAPＫ）,(2)激活蛋白激酶C （ＰKＣ),(3)激活磷脂酰肌醇3激酶(PI3K）,从而引发相应得生物学效应。