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最新基础医学理论热点：细胞信号转导异常与疾病
细胞信号转导是指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激，经细胞内信号转导系统转换，从而影响细胞生物学功能的过程。以下是小编整理的最新基础医学理论热点：细胞信号转导异常与疾病，希望对大家有所帮助。
(一)受体、信号转导障碍与疾病
激素抵抗征：靶细胞对激素反应性降低，但激素水平并不降低。例如NDI就属于ADH抵抗征。
1、雄激素受体缺陷与雄激素抵抗征
雄激素受体(AR)是核受体。AR的减少和失活性突变会导致雄激素不敏感综合征(AIS)。AIS的表现可能有：男性假两性畸形;特发性无精症和少精症;延髓脊髓性肌萎缩。
2、胰岛素受体与胰岛素抵抗性糖尿病
胰岛素受体(IR)是酪氨酸蛋白激酶型受体。遗传性的胰岛素抵抗性糖尿病一般有家族史，除有严重高血糖和高胰岛素血症外，还伴有黑色棘皮及多毛症，面容丑陋。
(二)受体、信号转导过度激活与疾病
在垂体腺瘤中生长激素过度分泌，是由于Gs的基因点突变，特征是Gs的精氨酸201为半胱氨酸或组氨酸所取代，或谷氨酰胺227被精氨酸或亮氨酸所取代，突变抑制了GTP活性，使Gs处于持续激活状态。所以在这些垂体腺瘤中，信号转导障碍的关键环节是Gs过度激活导致的GHRH(GH释放激素)和生长抑素对GH分泌的调节失衡。
(三)多个环节的信号转导异常与疾病
1、肿瘤：肿瘤的早期主要是与增殖、分化、凋亡有关的基因发生突变，造成调控细胞生长、分化和凋亡信号转导异常，晚期则主要是控制细胞粘附合运动性的基因发生变化，使肿瘤细胞具有转移性。
(1)促细胞增殖的信号转导过强：
①生长因子产生增多。自分泌机制发挥重要作用。
②受体的改变：
某些生长因子受体表达异常增多
突变使受体组成型激活：受体处于配体非依赖性的持续激活状态。
③细胞内信号转导蛋白的改变：人类肿瘤中发生频率最高的突变是小G蛋白Ras。导致Ras自身GTP酶活性下降。
(2)抑制细胞增殖的信号转导过弱
2、高血压心肌肥厚
高血压心肌肥厚形成过程中的促心肌肥厚的信号有：牵拉刺激、激素信号(儿茶酚胺、AngⅡ、内皮素-1)、局部体液因子(TGFβ等)。
信号转导通路包括：
(1)激活PLC-PKC通路
(2)激活MAPK家族的信号通路
(3)使细胞内Na+，Ca2+浓度增高。
(4)牵拉刺激可激活PI-3K通路和JAK-STAT通路，促进细胞周期的运行。
3、炎症：
LPS受体介导的激活炎细胞的信号转导包括
(1)激活转录因子NF-κB
(2)激活磷脂酶信号通路
(3)激活MAPK家族。
基本介绍
细胞信号转导是指细胞外因子通过与受体(膜受体或核受体)结合，引发细胞内的一系列生物化学反应以及蛋白间相互作用，直至细胞生理反应所需基因开始表达、各种生物学效应形成的过程。现已知道，细胞内存在着多种信号转导方式和途径，各种方式和途径间又有多个层次的交叉调控，是一个十分复杂的网络系统。
高等生物所处的环境无时无刻不在变化，机体功能上的协调统一要求有一个完善的细胞间相互识别、相互反应和相互作用的机制，这一机制可以称作细胞通讯(Cell Communication)。在这一系统中，细胞或者识别与之相接触的细胞，或者识别周围环境中存在的各种信号(来自于周围或远距离的细胞)，并将其转变为细胞内各种分子功能上的变化，从而改变细胞内的某些代谢过程，影响细胞的生长速度，甚至诱导细胞的死亡。
这种针对外源性信号所发生的各种分子活性的变化，以及将这种变化依次传递至效应分子，以改变细胞功能的过程称为信号转导(Signal Transduction)，其最终目的是使机体在整体上对外界环境的变化发生最为适宜的反应。在物质代谢调节中往往涉及到神经－内分泌系统对代谢途径在整体水平上的调节，其实质就是机体内一部分细胞发出信号，另一部分细胞接收信号并将其转变为细胞功能上的变化的过程。所以，阐明细胞信号转导的机理就意味着认清细胞在整个生命过程中的增殖、分化、代谢及死亡等诸方面的表现和调控方式，进而理解机体生长、发育和代谢的调控机理。
相互作用
1．受体：位于细胞膜上或细胞内，能特异性识别生物活性分子并与之结合，进而引起生物学效应的特殊蛋白质，膜受体多为镶嵌糖蛋白：胞内受体全部为DNA结合蛋白。受体在细胞信息传递过程中起极为重要的作用。
2．G蛋白：即鸟苷酸结合蛋白，是一类位于细胞膜胞浆面、能与GDP或GTP结合的外周蛋白，由α、β、γ三个亚基组成。以三聚体存在并与GDP结合者为非活化型。当α亚基与GTP结合并导致βγ二聚体脱落时则变成活化型，可作用于膜受体的不同激素,通过不同的G蛋白介导影响质膜上某些离子通道或酶的活性，继而影响细胞内第二信使浓度和后续的生物学效应。
细胞凋亡
细胞凋亡是一个主动的信号依赖过程，可由许多因素诱导，如放射线照射、缺血缺氧、病毒感染、药物及毒素等。这些因素大多可通过激活死亡受体而触发细胞凋亡机制。死亡受体存在于细胞表面。属于肿瘤坏死因子受体超家族，它们与相应的配体或抗体结合而活化后，其胞浆区即可与一些信号转导蛋白结合，其中重要的是含有死亡结构域的胞浆蛋白。它们通过死亡结构域一方面与死亡受体相连，另一方面与下游的capase蛋白酶结合，使细胞膜表面的死亡信号传递到细胞内。
capase蛋白酶家族作为细胞凋亡的执行者，它们活化后进一步剪切底物，如多聚（ADP-核糖）聚合酶（PARP）该酶与DNA修复及基因完整性监护有关，PARP被剪切后，失去正常的功能，使受其抑制的核酸内切酶活性增高，裂解核小体间的DNA，最终引起细胞凋亡。这个过程可概括为：死亡受体含有死亡结构域的胞浆蛋白—capase蛋白酶家族—底物PARP—染色体断裂—细胞凋亡。不同种类的细胞在接受不同的细胞外刺激后引起凋亡的形态学改变是高度保守的，但是它们并不是遵循同一种固定的或有规律的模式进行，而是通过各自的信号转导途径来传递胞膜上的死亡。
研究进展
细胞信号通路出现故障导致癌症
有2项新的研究对助长正常细胞转变为2种最致命癌症的基因组的变异进行了描述，它们是多形性胶质母细胞瘤（这是最常见类型的脑癌）和胰腺癌。尽管每种癌症类型的特异性基因组变异每个肿瘤都有所不同，但这2项研究披露了一个核心组的细胞信号通路和调节过程出现了偏差，从而导致了疾病的发生。 在第一项研究中，D.Williams Parsons及其同事对来自22个人类胶质母细胞瘤样本的2万多个编码蛋白质的基因序列进行了分析，以期发现可能的变异。另外，他们还观察那些有着肿瘤特异性变化的基因表达谱以及被拷贝基因的数量。他们发现了多种的影响基因的变异，而这些变异从前并没有与这些肿瘤挂上钩。有一种叫做IDH1的基因容易在所谓的“继发性胶质母细胞瘤”中发生变异，这种继发性胶质母细胞瘤起源于低度恶性的肿瘤，同时也出现于较年轻的病人中。在这一小型的研究中，病人的肿瘤如果有IDH1变异的话会有较长的生存时间，这表明IDH1基因是一种可用于筛选和治疗的有用的临床标记，尽管这些结果还需要在一个更大的实验分析中得到证实。在第2项研究中，同一批的科学家对胰腺癌的基因组成进行了调查。胰腺癌是一种常常在发现的时候已经处于晚期的癌症，而且对这种癌症的治疗方法十分匮乏。
SianJones及其同事对24例人类胰腺肿瘤的样本应用了相同的基因组策略，他们报道说，有一核心组的12种细胞信号通路或调节过程在70-100%的这些肿瘤中都逐一出现了基因变异，表明这些通路的中断是胰腺肿瘤发展的重大特征的形成原因。文章的作者得出结论：“治疗研发的最大希望可能是发现以变异通路和过程的生理效应作为标靶的药物，而不是针对它们的个别基因组分的药物。”
美国新技术可直接将神经信号变为声音。
美国科学家研制出了一套充满科幻色彩的技术－－可以将大脑神经系统产生的电脉冲转换为声音信号。研究人员借助植入大脑中的电极已经能够将人意识中出现的单个元音字母转换为声音。他们认为，今后，这项技术将可以使那些全身瘫痪的人与其他人进行正常交流。
参与试验的志愿者是一位28岁的英国人，名叫埃里克·拉姆齐。由于受到严重的外伤，他已完全瘫痪长达9年的时间。他只能通过眼神与医生和亲人进行交流。2004年，这位年轻人的大脑中被植入了一个电极。通过分析神经细胞的活动模式，科学家们学会了如何区分患者意识中想到的单个声音。在现阶段的试验中，对单个元音字母的识别准确率已可以达到80%。今后，研究人员还将尝试识别单个的字母，之后是完整的句子。据悉，整个“朗读意识”的过程可在实时状态下进行，这将使得患者的想法更容易被设备所识别。
不过，这并不是科学家们首次开发出类似的技术。芝加哥大学的研究人员便曾研制出过一套名为Audeod设备，不但可以复原声音，而且还可以帮助患者驱动安装有马达的轮椅。不过，Audeo只能直接读取那些负责控制肌肉运动的神经纤维产生的信号，这就意味着，他无法帮助那些全身瘫痪的患者。直接从大脑皮层中读取信息的方法以前也曾有人尝试过。例如，有人便曾利用植入大脑中的电极，用意识控制过鼠标和其他一些日常用品的运动。
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