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第八章 细胞信号转导 教学要求： 1.掌握细胞通讯与信号传递。 2.理解细胞内受体介导的信号转导。 3.掌握蛋白耦联受体介导的信号转导。 4.掌握酶连受体介导的信号转导。 5.了解信号的整合与控制。 教学安排：4课时 第一节 概述 多细胞生物有赖于细胞通讯与信号传递, 以协调各种细胞的功能，维持一个繁忙而有序的细胞社会。 单细胞生物有时也需要细胞通讯与信号传递。 一、细胞通讯 细胞通讯：是指一个细胞发出的信息通过介质(又称配体)传递到另一个细胞并与靶细胞相应的受体相互作用，然后通过细胞信号转导产生胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。 细胞信号转导是细胞间实现通讯的关键过程，它对于多细胞生物细胞间功能的协调、控制细胞的生长和分裂、组织发生与形态建成是必需的。 （一）细胞通讯的方式 细胞通讯主要有三种方式： （1）分泌化学信号进行的通讯：这是多细胞生物包括动物和植物最普遍采用的通讯方式； （2）通过细胞间接触进行的通讯：细胞间直接接触，通过与质膜结合的信号分子影响其它细胞； （3）细胞间形成间隙连接使细胞质相互沟通，通过交换小分子来实现代谢偶联或电偶联（间隙连接）。 1、分泌化学信号的作用方式： （1）内分泌：由内分泌细胞分泌信号分子（激素）到血液中， 通过血液循环运送到体内各个部位， 作用于靶细胞。 特点：①低浓度10-8～10-12M ，②全身性，③长时效。 （2）旁分泌：细胞通过分泌局部化学介质到细胞外液中，经过局部扩散作用于邻近靶细胞；这对创伤或感染组织刺激细胞增殖以恢复功能具有重要意义； （3）自分泌：细胞对自身分泌的物质产生反应；自分泌信号常见于病理条件下存在，如肿瘤细胞合成和释放生长因子刺激自身，导致肿瘤细胞的增殖失控； （4）突触信号发放：突触前膜分泌化学信号（神经递质），快速扩散突触后膜，实现“电信号-化学信号-电信号”转换和传导。 跨膜细胞信号转导的一般步骤： 特定的细胞合成并释放信号分子 ↓扩散或血循环 靶细胞 ↓ 信号分子与靶细胞受体特异性结合→受体激活 ↓ 活化受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统 ↓ 靶细胞功能、代谢或发育的改变。 ↓ 信号的解除并导致细胞反应终止 细胞识别与信号通路 细胞识别（cell recognition） 细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子（配体）选择性地相互作用，而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。 信号通路 （signaling pathway） 接受外界信号，通过一整套特定的机制，将胞外信号转导为胞内细胞信号，最终调节特定基因的表达，引起细胞的应答反应的系列过程。 细胞识别是通过各种不同的信号通路实现的 （二）信号分子与受体 1.信号分子 概念: 在细胞间或细胞内传递信息的化学分子。 化学信号：各类激素、局部介质和神经递质等。 局部介质：是由细胞分泌到细胞外液中的信号分子，它只能作用于周围的细胞。 物理信号：声、光、电和温度变化等。 信号分子特点： ①特异性：只能与特定的受体结合； ②高效性：几个分子即可发生明显的生物学效应，这一特性有赖于细胞的信号逐级放大系统 。 ③可被灭活：完成信息传递后可被降解或修饰而失去活性，保证信息传递的完整性和细胞免于疲劳。 化学信号根据其溶解性可为两类： 亲脂性信号分子： 主要代表是甾类激素和甲状腺素，特点：分子小、疏水性强，可穿过质膜进入细胞，与细胞内受体结合形成激素-受体复合物，调节基因表达。 亲水性信号分子： 包括神经递质、生长因子、局部化学递质和大多数激素，它们不能穿过靶细胞质膜的脂双分子层，只能通过与靶细胞表面受体结合，再经信号转换机制，在细胞内产生第二信使或激活蛋白激酶或蛋白磷酸酶的活性，引起细胞的应答反应。 气体信号分子：一氧化氮（NO）这个在生物体内是一种重要的信号分子和效应分子。 2.受体（receptor） 受体：能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子物质，多为糖蛋白。 受体分类：据存在部位分为： 细胞内受体 细胞表面受体： ①离子通道耦联受体 ②G蛋白耦联受体 ③酶连受体。 细胞表面受体与细胞内受体: 受体至少包括两个功能域： 结合配体的功能域 产生效应的功能域。 受体与配体间的作用特征： ①特异性； ②饱和性； ③高度的亲和力。 3.第二信使与分子开关 （1）第二信使： 第一信使：细胞外信号分子。 第二信使(Second massenger) ：第一信使与受体作用后在细胞内最早产生的信号分子。包括cAMP、cGMP、三磷酸肌醇(IP3)、二酰基甘油(DG)和Ca2+等。 功能：启动和协助细胞内信号的逐级放大。 第二信使学说（second messenger th