浙江大学医学院：《病理生理学 Pathophysiology》课程教学资源（PPT课件讲稿）细胞信号转导异常与疾病（Cell Signal Transduction and Diseases）

细胞信号转导异常与疾病 Cell Signal Transduction and Diseases) 浙江大学医学院陈莹莹 病理生理学

1 细胞信号转导异常与疾病 （Cell Signal Transduction and Diseases） 浙江大学医学院 陈莹莹 病理生理学

第一节概述 第二节细胞信号转导 第三节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 • 第三节 细胞信号转导异常与疾病 2

第一节概述 环境的固有参数 细胞通讯 细胞通讯( cell communication)的方式 细胞间直接通讯 ·缝隙连接 ·膜表面分子接触通讯 细胞信号转导

3 • 细胞通讯（cell communication ）的方式 – 细胞间直接通讯 • 缝隙连接 • 膜表面分子接触通讯 – 细胞信号转导 第一节 概述 细胞通讯 环境的固有参数

1、缝隙连接( Gap junction) 缝隙连接:细胞与细胞相互接触并在接触部位形成一个特化的孔 道 结构:有两个连接小体( connexon)组成,每个连接小体由6个蛋 白质亚单位构成 gap junction Connexin Sys sys cyycy ≡ connexon connexin

4 1、缝隙连接（Gap junction） – 缝隙连接：细胞与细胞相互接触并在接触部位形成一个特化的孔 道 – 结构：有两个连接小体（connexon）组成，每个连接小体由6个蛋 白质亚单位构成

特性 允许电信号通过 允许小于1,000 Daltons的小分子物质通过(如Ca2、cAMP等) 功能:兴奋传导;物质运输;细胞代谢和分化 缝隙连接是一种动态结构,有多种因素参与调节通道的开放和关 闭,如细胞内pH、Ca2+浓度和细胞膜电位等

5 – 特性 • 允许电信号通过 • 允许小于1,000 Daltons的小分子物质通过（如Ca2+ 、cAMP等 ） – 功能：兴奋传导；物质运输；细胞代谢和分化 – 缝隙连接是一种动态结构，有多种因素参与调节通道的开放和关 闭，如细胞内pH、Ca2+浓度和细胞膜电位等

2、膜表面分子接触通讯 (Contact signaling by plasma membrane bound molecules 细胞的膜表面分子作为细胞的触角,可以与相邻细胞的膜表面分 子特异性地相互识别和相互作用,以达到功能上的相互协调 在机体发育和免疫反应中扮演着重要角色 Membrane-bound signaling molecule Target cell Receptor Contact-dependent signaling Membrane-bound signals bind to receptors on adjacent cells

6 2、膜表面分子接触通讯 (Contact signaling by plasma membrane bound molecules) – 细胞的膜表面分子作为细胞的触角，可以与相邻细胞的膜表面分 子特异性地相互识别和相互作用，以达到功能上的相互协调 – 在机体发育和免疫反应中扮演着重要角色

3、细胞信号转导( cell signal transduction) 定义 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 ·胞外信息分子(配基或配体, ligand) 包括:神经递质、激素、细胞因子、气体分子(NO、CO) 分为:激动剂( agonist)或拮抗剂( antagonist) Signalling Cell Blood vessel

7 3、细胞信号转导（cell signal transduction） • 定义 – 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 • 胞外信息分子（配基或配体，ligand） – 包括：神经递质、激素、细胞因子、气体分子（NO、CO） – 分为：激动剂（agonist）或拮抗剂（antagonist）

分类 跨膜信号转导( Transmembrane signal transduction):胞外信息 分子与膜受体结合,将信息传递至胞浆或核内,调节靶细胞功能 的过程(第二信使学说) 核受体介导的信号转导( Nuclear receptor- mediated signal transduction):信息分子与位于胞浆或核内的受体结合,激活的 核受体作为转录因子,在核内调节靶基因的转录活性,从而诱发 细胞特定的应答反应(基因调节学说) EXTRACELLULAR CYTOPLASM Nucleus FLUID Plasma membrane Cytoplasm to receptor Reception Transducted @Respons sites on chromatin Steroid ivating mRN →a→ transcription recepto Relay molecules in a signal transduction Steroid hormone molecule Hormone-receptor complex enters nucleus

8 • 分类 – 跨膜信号转导（Transmembrane signal transduction）：胞外信息 分子与膜受体结合，将信息传递至胞浆或核内，调节靶细胞功能 的过程（第二信使学说） – 核受体介导的信号转导（Nuclear receptor-mediated signal transduction)：信息分子与位于胞浆或核内的受体结合，激活的 核受体作为转录因子，在核内调节靶基因的转录活性，从而诱发 细胞特定的应答反应（基因调节学说）

第二节细胞信号转导 膜受体介导的信号转导系统 ·离子通道型受体 G蛋白偶联受体 具有酶活性或酶偶联受体 核受体介导的信号转导系统

9 – 膜受体介导的信号转导系统 • 离子通道型受体 • G蛋白偶联受体 • 具有酶活性或酶偶联受体 – 核受体介导的信号转导系统 第二节 细胞信号转导

(一)离子通道型受体( lon Channel linked receptors) 配体为化学信号(主要为神经递质),故又称为递质门控离子通道 (transmitter-gated ion channel) 主要存在于神经、肌肉等可兴奋细胞 神经递质通过与受体的结合,改变通道蛋白的构型,导致离子通道 的开启或关闭,最终将化学信号转变成为电信号 Extracellular Messenger. fluid Receptor and ion channel Channel ons(Na’,K+, cr)move through open channel cytosol Change in electrical properties of cell 10

10 – 配体为化学信号（主要为神经递质），故又称为递质门控离子通道 （transmitter-gated ion channel） – 主要存在于神经、肌肉等可兴奋细胞 – 神经递质通过与受体的结合，改变通道蛋白的构型，导致离子通道 的开启或关闭，最终将化学信号转变成为电信号 （一）离子通道型受体（Ion Channel Linked Receptors）