演講人：日期:細(xì)胞間信息傳遞CATALOGUE目錄01通訊基礎(chǔ)原理02信號(hào)分子與受體03跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路04信號(hào)傳遞功能05異常與疾病關(guān)聯(lián)06研究方法與技術(shù)01通訊基礎(chǔ)原理直接接觸通訊模式細(xì)胞間連接結(jié)構(gòu)通過細(xì)胞間的連接結(jié)構(gòu)如間隙連接、緊密連接等實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間直接通訊。01細(xì)胞膜受體細(xì)胞膜表面存在各類受體，可以與相鄰細(xì)胞釋放的信號(hào)分子結(jié)合，傳遞信息。02細(xì)胞質(zhì)內(nèi)信號(hào)傳遞通過細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的信號(hào)傳遞分子，如鈣離子、肌醇磷脂等，將信號(hào)傳遞到細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的目標(biāo)分子。03化學(xué)信號(hào)傳遞機(jī)制信號(hào)分子合成與釋放細(xì)胞在受到刺激時(shí)，會(huì)合成并釋放信號(hào)分子，如神經(jīng)遞質(zhì)、激素等。信號(hào)分子與受體結(jié)合釋放的信號(hào)分子通過擴(kuò)散或血液循環(huán)到達(dá)靶細(xì)胞，與靶細(xì)胞表面的受體結(jié)合。受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)受體激活后，通過細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)，如G蛋白、酶聯(lián)受體等，將信號(hào)傳遞到細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞核內(nèi)。電信號(hào)傳導(dǎo)途徑電信號(hào)與化學(xué)信號(hào)相互轉(zhuǎn)換在電信號(hào)傳導(dǎo)過程中，往往需要與化學(xué)信號(hào)相互轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的跨細(xì)胞傳遞和放大。03電信號(hào)沿著細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi)的電信號(hào)傳導(dǎo)通路，如神經(jīng)纖維、肌肉細(xì)胞等，迅速傳導(dǎo)到遠(yuǎn)處。02電信號(hào)傳導(dǎo)電信號(hào)產(chǎn)生細(xì)胞在受到刺激時(shí)，會(huì)發(fā)生電位變化，產(chǎn)生電信號(hào)。0102信號(hào)分子與受體信號(hào)分子分類細(xì)胞通過細(xì)胞膜直接傳遞信號(hào)到鄰近細(xì)胞，如神經(jīng)元之間的突觸傳遞。旁分泌信號(hào)自分泌信號(hào)神經(jīng)遞質(zhì)由內(nèi)分泌細(xì)胞分泌，通過體液傳遞到靶細(xì)胞，如激素、神經(jīng)遞質(zhì)等。細(xì)胞分泌的信號(hào)分子對(duì)自身產(chǎn)生作用，如細(xì)胞生長(zhǎng)因子的自我調(diào)節(jié)。在神經(jīng)元之間或神經(jīng)元與效應(yīng)器細(xì)胞之間傳遞信息，如乙酰膽堿、多巴胺等。內(nèi)分泌信號(hào)跨膜受體類型離子通道型受體通過離子通道開放或關(guān)閉來產(chǎn)生細(xì)胞應(yīng)答，如神經(jīng)遞質(zhì)受體。01酶聯(lián)型受體通過受體介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)來調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝和功能，如生長(zhǎng)因子受體。02酶促反應(yīng)型受體通過受體介導(dǎo)的酶促反應(yīng)來調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝和功能，如胰島素受體。03細(xì)胞內(nèi)受體位于細(xì)胞內(nèi)，直接結(jié)合信號(hào)分子并調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝和功能，如性激素受體。04分子識(shí)別特異性受體與信號(hào)分子的結(jié)合特異性受體只能與特定的信號(hào)分子結(jié)合，具有高度選擇性。受體與信號(hào)分子的空間構(gòu)象受體與信號(hào)分子之間的空間構(gòu)象互補(bǔ)，有利于結(jié)合。受體與信號(hào)分子的化學(xué)性質(zhì)受體與信號(hào)分子之間的化學(xué)性質(zhì)互補(bǔ)，有利于結(jié)合。受體與信號(hào)分子的親和力受體與信號(hào)分子之間的親和力決定了結(jié)合的強(qiáng)度和時(shí)間。03跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路G蛋白偶聯(lián)受體通路受體與配體結(jié)合效應(yīng)器激活G蛋白激活信號(hào)終止G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）與細(xì)胞外信號(hào)分子（如激素、神經(jīng)遞質(zhì)等）結(jié)合。結(jié)合后的受體激活G蛋白，G蛋白解離成α、β、γ三個(gè)亞基，其中α亞基與GTP結(jié)合并被激活?；罨摩羴喕颚娄脕喕鶑?fù)合物激活下游效應(yīng)器（如腺苷酸環(huán)化酶、磷脂酶C等），產(chǎn)生第二信使。通過酶解第二信使或受體脫敏等機(jī)制終止信號(hào)。受體與配體結(jié)合酶聯(lián)受體（如酪氨酸激酶受體、絲氨酸/蘇氨酸激酶受體等）與細(xì)胞外信號(hào)分子結(jié)合。受體自磷酸化結(jié)合后受體發(fā)生自磷酸化，形成磷酸化位點(diǎn)。招募下游分子磷酸化位點(diǎn)作為?？课稽c(diǎn)，招募并激活下游信號(hào)分子（如蛋白激酶、磷酸酶等）。信號(hào)級(jí)聯(lián)放大通過一系列酶促反應(yīng)，將信號(hào)級(jí)聯(lián)放大并傳遞至細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞核內(nèi)。酶聯(lián)受體激活路徑離子通道介導(dǎo)傳導(dǎo)離子通道開放離子流動(dòng)改變膜電位信號(hào)傳播離子通道（如配體門控離子通道、電壓門控離子通道等）在特定刺激下開放。離子通道開放后，特定離子（如Na+、K+、Ca2+等）沿濃度梯度跨膜流動(dòng)。離子流動(dòng)導(dǎo)致細(xì)胞膜電位發(fā)生變化，產(chǎn)生電信號(hào)。電信號(hào)沿細(xì)胞膜傳播，并通過突觸等結(jié)構(gòu)傳遞至其他細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間信息傳遞。04信號(hào)傳遞功能代謝活動(dòng)調(diào)控激素調(diào)節(jié)激素通過與靶細(xì)胞受體結(jié)合，調(diào)控靶細(xì)胞代謝活動(dòng)，如胰島素促進(jìn)葡萄糖吸收。神經(jīng)調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)通過神經(jīng)末梢釋放神經(jīng)遞質(zhì)，調(diào)控靶細(xì)胞代謝，如腎上腺素加速心率、升高血壓。局部化學(xué)介質(zhì)細(xì)胞間通過分泌局部化學(xué)介質(zhì)，如旁分泌因子、自分泌因子等，對(duì)鄰近細(xì)胞或自身產(chǎn)生調(diào)控作用?；虮磉_(dá)調(diào)節(jié)細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)細(xì)胞外信號(hào)通過細(xì)胞膜受體傳入細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，最終調(diào)控基因表達(dá)。03通過DNA甲基化、組蛋白修飾等方式，影響基因表達(dá)，不改變基因本身序列。02表觀遺傳修飾轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子與靶基因結(jié)合，調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄速率，影響蛋白質(zhì)合成。01細(xì)胞行為協(xié)調(diào)細(xì)胞間連接通過緊密連接、間隙連接等連接方式，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間物質(zhì)交換、電信號(hào)傳遞等功能。細(xì)胞粘附細(xì)胞通過粘附分子相互粘附，保持組織結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和完整性。細(xì)胞遷移在趨化因子、趨電性等因素作用下，細(xì)胞定向遷移，參與組織修復(fù)、免疫應(yīng)答等過程。05異常與疾病關(guān)聯(lián)信號(hào)通路失調(diào)機(jī)制受體功能障礙細(xì)胞表面受體無法正確接收或響應(yīng)信號(hào)分子。01信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白異常細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白發(fā)生突變或異常修飾，影響信號(hào)傳遞。02信號(hào)分子過量或不足信號(hào)分子的產(chǎn)生、降解或釋放受到干擾，導(dǎo)致信號(hào)持續(xù)激活或失活。03癌癥相關(guān)突變類型癌基因激活原癌基因發(fā)生突變，導(dǎo)致細(xì)胞增殖失控?；蚪M不穩(wěn)定性基因組發(fā)生大規(guī)模突變或染色體異常，導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂失控。抑癌基因失活抑癌基因發(fā)生突變或失活，無法抑制細(xì)胞過度增殖。代謝疾病傳導(dǎo)異常細(xì)胞對(duì)胰島素信號(hào)產(chǎn)生抵抗，導(dǎo)致血糖無法正常進(jìn)入細(xì)胞被利用。胰島素抵抗脂肪分解和合成過程中的關(guān)鍵酶或轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白發(fā)生異常，導(dǎo)致脂肪堆積或利用不足。脂肪代謝障礙細(xì)胞能量代謝途徑發(fā)生異常，導(dǎo)致能量過剩或不足，影響細(xì)胞正常功能。能量代謝失衡06研究方法與技術(shù)分子示蹤技術(shù)放射性同位素示蹤利用放射性同位素標(biāo)記的化合物作為示蹤劑，追蹤其在細(xì)胞內(nèi)的傳遞路徑。熒光共振能量轉(zhuǎn)移通過熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)，檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)分子間的相互作用及傳遞過程。生物發(fā)光示蹤利用生物發(fā)光物質(zhì)標(biāo)記特定分子，實(shí)時(shí)觀測(cè)其在細(xì)胞內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化。實(shí)時(shí)成像分析熒光顯微鏡成像利用熒光顯微鏡觀察細(xì)胞內(nèi)熒光標(biāo)記分子的動(dòng)態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)成像。01高清成像技術(shù)通過高分辨率成像技術(shù)，獲取細(xì)胞內(nèi)部細(xì)微結(jié)構(gòu)和分子的高清圖像。02實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)合時(shí)間分辨成像技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)細(xì)胞內(nèi)分子在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化。03通