p38MAPK信号传导通路及其抑制剂的研究现状

小专论

通讯作者:朱立新,女,教授,硕士生导师,研究方向:肝癌破裂的机制,

E-m ai:l LX-Zhu @163.co m

p38MAPK 信号传导通路及其抑制剂的研究现状

张频捷,朱立新,耿小平

(安徽医科大学第一附属医院器官移植中心,安徽合肥 230022)

摘要:丝裂原活化蛋白激酶(m it ogen-acti va ted pro tein k i nases ,M APK s)级联反应是细胞内重要的信号传导系统之一,p38M APK

信号传导通路是MA PK 通路的分支之一,它通过转录因子磷酸化而改变基因的表达水平,参与多种胞内信息传递过程,能对广泛的细胞外刺激发生反应,介导细胞生长、发育、分化及死亡全过程。近年研究发现,p38M APK 在许多疾病的发病过程中具有重要作用,其抑制剂也在相关疾病的动物模型和临床试验中获得令人可喜的成果。关键词:丝裂原活化蛋白激酶;p38;抑制剂

p38m itogen activate d protein ki nase pat hway and its i nhibit or

ZHANG Pi n -ji e ,Z HU L-i x i n ,GENG X i a o -ping

(D epart m ent of G eneral Surg ery,T he F irst A ff iliated H osp it al of Ahhui M e d ical U ni ver sity,H e fei 230022,China )

Abstrac t :The cascade reacti on o f m it ogen -acti va ted prote i n k i nases(MA PK s)i s one o f the v ita l i ntrace ll u l a r signa l transduction sys -te m s ,p38be i ng a m e m be r ofM APK s .It can change t he l eve l o f gene expressi on through phospho ry lati on o f transcripti on factor and is i n -vo l v ed i n i ntrace ll u l a r i n f o r m ati on transfer .It can respond to w i de ex tracell ular sti m u l us and m ed iate gro w t h ,deve l op m ent ,d ifferentiati on and death o f ce lls .The recent researches i nd ica te t hat p38MA PK play s a m ajoy ro le i n the deve l op m ent o fm any d i seases and its i nhi b itor ach i eves encourag i ng resu lts i n ani m a lm ode l of re lated d i seases and c li n ica l tria.l K ey word s :m i togen -acti vated pro tei n k i nases ;p38;inh i bito r 丝裂原活化蛋白激酶(m itogen -ac ti vated prote i nki nases ,M A PK s)是细胞内重要的信号传递者,参与了多种生理过程的调节。目前在哺乳动物体内共鉴定出4个MA PK 亚家族,包括:C-Jun N 末端激酶/应激活化蛋白激酶(c -Jun N-ter m i nal k i nases/stress ac ti vated pro te i n k i nases ,J NK s /S A PK s)、细胞外信号调节蛋白激酶(extrace ll u lar s i gna l regu l a ted ki nases ,ERK s),ERK5/大丝裂素活化蛋白激酶1(big MA P kinase 1,B MK 1),以及p38MA PK 。他们之间的氨基酸序列同源性大于40%。其中p38信号途径是MA PK 家族中的重要组成部分,p38M APK 可以由细胞外的多种应激包括紫外线、放射线、热休克、促炎因子、特定抗原及其他应激反应活化。p38M A PK 在凋亡、细胞因子产生、转录调节及缺血再灌注损伤中起重要作用,其抑制剂也在相关疾病的动物模型和临床试验中获得令人可喜的成果,现对其目前的研究进展作一综述。1 p38MAP K 的分子结构

1.1 p38MAPK 亚型与分布

p38于1993年由B rew ster

等[1]

发现,由360个氨基酸残基组成的相对分子质量为38 103的蛋白,与J NK 同属SAPK 。H an 等[2]用高渗和内毒素刺激小鼠肝脏细胞,首次从小鼠肝脏cDNA 文库中筛选出编码p38MA PK 的基因,证明p38是由360个氨基酸构成的,分子质量约为38kD a 的蛋白质。H an 等随后又发现了三种新的p38亚型,分别是:p38 、p38 与p38 。在蛋白质一级结构上,他们与最早发现的p38 分别具有73%、63%和62%的序

列同源性[3]

。此外,p38 和p38 各有两种剪接方式,因此整个p38M APK 亚族共有6种亚型。p38 的异构体被称作

Ex ip ,与其他M APK 相比,缺少一个可与上游激酶和下游底物相互作用的普通停泊功能区(co mm on docki ng do m a i n);p38 的异构体称为p38 2,比p38 缺少8个氨基酸。在M APK 家族中的6种异构体亚型中,p38 与p38 分布广泛,几乎可以在所有的组织细胞中得到表达;p38 2主要在脑;p38 主要在骨骼肌;p38 的表达主要在肺、肾、肠、唾液腺的表皮细胞及睾丸、卵巢、肾上腺和垂体。研究发现,p38 、p38 在未受刺激的单核细胞中,主要散在分布于胞质中,胞核区也有一定分布,受脂多糖(LPS)刺激后移位于细胞核,通过磷酸化激活各种转录因子调控相关基因的表达;p38 位于胞质中,在LP S 刺激后无移位现象,这提示p38 有可能作用于胞质中的其他酶类如M A PK 激活的蛋白激酶;p38 在静息细胞中主要分布于胞质中,受LPS 刺激后移位于胞膜区。这6种p38亚型在LPS 刺激后移位表现的不同可能与它们在组织和细胞中分布的特异性及作用途径有关。

分子结构特征M A PK 的激活,有赖于苏氨酸(threon i ne ,T )和酪氨酸(tyrosi ne ,Y )双位点的同时磷酸化。这两个位点被一个氨基酸隔开,构成T-X aa -Y 的三肽模块。不同的M APK 亚族,X aa 对应的氨基酸有所不同。在p38中,X aa 代表甘氨酸残基,形成T-G-Y 模块。三肽模块位于蛋白激酶第 和第 结构域之间的 T 环结构(T-l oop) 内,这一结构也被称作 L12环状结构(L oop -12structure) 。T 环位于分子表面并临近激活位点,因其部分残基形成唇状结构,因此也被形象地称作 磷酸化唇 或 激活唇 ,是决定激酶活性的关键区域[2,3]。不同的M A PK,T 环的长度有所不同。ERK 的最长,p38的最短,仅含19个氨基酸。T 环长度在控制激酶自主磷酸化过程中具有重要的作用,并且可以影响激酶的底物特异性[2]。虽然磷酸化环状结构可以和丝裂原活化蛋白激酶激

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酶(MA PKK)发生作用,但却是p38的其他区域决定了M AP-KK作用的特异性,这些区域可能包括了p38的氨基末端部分[3]。

1.2 p38MAP K的信号调节

1.2.1 p38MA PK上游信号的调节 MA PK信号转导途径的激活途径相似,都是保守的三级酶促级联反应:MA PK激酶激酶(MA PKKK) M A PK激酶(M APKK) M A PK,激活后都能作用于转录因子,调节特定的基因表达。p38M APK的信号转导途径亦是磷酸化级联反应:M EKK s/TAK MKK6/ M KK3 p38MA PK,其中p38MA PK通路的关键酶包括:M AP-KKK类的M TK1,M LK2,M LK3,DLK,A S K1,TAK1等;及M AP-KK类的MKK3、M KK4、MKK6,其中M KK3与MKK6是公认的p38上游激酶,他们能直接磷酸化酪氨酸、丝氨酸/苏氨酸残基激活p38[4,5]。M KK3只能对p38 、p38 、p38 进行磷酸化,而M KK6还可以磷酸化p38 。目前认为M KK4能通过直接磷酸化丝氨酸/苏氨酸残基激活p38M APK,但在哺乳动物体内MKK4/p38通路是否具有作用仍需进一步验证[6]。其他如RHO家族的GTP结合蛋白R ac和Cdc42,也可以通过一组称为PAK s(P21-acti v ated k i nases)的丝氨酸/苏氨酸激酶来发挥激活p38的作用。

1.2.2 p38MA PK的下游效应 p38信号通路控制多种转录因子的基因表达活性,如激活作用转录因子、生长停滞及DNA损伤基因、核因子- B、热休克转录因子等[7],其中有些转录因子是p38直接底物,而有些是p38间接底物。p38 M A PK可影响多种细胞因子的产生,p38M APK的激活不仅能促进单核巨噬细胞产生TNF- 、白细胞介素(IL)-1、IL-4、I L-6、I L-8、I L-12等炎性因子外,还可使抑炎因子IL-10的产生明显增加,实验证明,IL-10参与的免疫抑制反应是由p38途径介导的。p38还可介导中性粒细胞的活化,用粒-巨噬细胞集落刺激因子、TNF- 处理中性粒细胞后可致p38M APK的激活,粒-巨噬细胞集落刺激因子和TNF- 可明显增强中性粒细胞的呼吸爆发作用。p38通路增加细胞内一氧化氮(NO)的产生,使细胞内诱导型一氧化氮合酶(i N OS)的浓度增加。NO诱导中性粒细胞凋亡也需要p38途径的参与,另外,p38通路还参与细胞骨架蛋白的合成。

2 p38MAP K的生物学功能

2.1 调控细胞凋亡 细胞凋亡是在特定时空中发生的、受机体严密调控的细胞 自杀 现象。p38MA PK在凋亡过程中的作用具有刺激物和底物依赖性,在调控细胞生长中具有正性和负性双重作用,在某些细胞株中可促进细胞的凋亡,而在另一些细胞株中则可促进细胞增生及分化。诱导凋亡的因素如紫外线、高渗环境、细胞因子、细菌成分和生理应激等能启动细胞内的一系列反应,最终导致双位点特异激酶M EK/M KK 磷酸化邻近的酪氨酸与苏氨酸,激活p38MA PK通路,之后移位于相应的转录因子,启动基因转录。目前认为,p38MA PK 在细胞凋亡中通过(1)增强c-m yc表达;(2)磷酸化p53;(3)参与F as/Fas l介导的凋亡;(4)激活c-j un和c-f os;(5)诱导Bax转位;(6)增强TNF- 表达等多种途径诱导凋亡。但也有研究表明,p38M APK信号通路也通过抑制前凋亡信号的产生,参与介导细胞存活信号通路而抑制细胞凋亡。p38MA PK 促进凋亡或抑制凋亡可能与p38M A PK激活的性质有关,如短期p38的激活可引起造血肿瘤细胞SKT6分化,而长时间的激活则可促进其凋亡;在TN F- 处理的中性粒细胞中,早期p38的激活可延迟凋亡,而晚期p38的激活可加速凋亡。2.2 与恶性肿瘤的关系 L ee[8]在研究胃癌细胞系NUGC-3和M KN-28时发现,在肝细胞生长因子(HGF)的刺激下,会出现尿激酶型纤溶酶原激活物(u-PA)的表达上调,起到促进肿瘤细胞侵袭、迁移的作用。ERK上游激酶M EK-1的抑制剂PD98059可以抑制HGF诱导的细胞增殖,减少u-PA的分泌,而p38抑制剂SB203580则可以通过提高ERK的磷酸化水平起到促进肿瘤发展的作用,提示这两种胃癌细胞系的转移过程可能主要接受ERK通路的调控,而p38可以通过灭活ERK 发挥抑制肿瘤细胞转移的作用。

另有多项研究表明,p38MA PK通路同时参与肝癌的侵袭与转移。H si eh等[9]研究了M APK通路的活化在蛋白激酶C (PKC )介导的人类肝癌细胞株(HCC)转移和侵袭中的作用。结果发现PKC 低表达的细胞株si PK C -SK其细胞增殖能力、侵袭性均降低,且伴有p38MA PK磷酸化水平降低,此外经p38M A PK抑制剂SB203580处理后的细胞株SK-H ep-1的侵袭及转移能力也降低。表明p38M A PK在PKC 介导的肝癌细胞侵袭性形成起重要作用。毛华等[10]研究发现:血管内皮细胞生长因子(V EGF)可通过p38M APK信号传导通路诱导肝癌细胞转移,阻断p38M APK信号传导通路可以抑制V E G F诱导肝癌细胞转移。徐正府等[11]研究发现p38 M APK在肝癌组织中的表达明显高于癌旁组织,p38M APK在肝癌的生长过程中发挥了重要作用,可能参与了癌细胞的侵袭和转移机制。

2.3 炎性反应 机体发生炎症反应时,血液中的白细胞从血管中游出浸润到炎症局部需要经过附壁、粘着、游出和趋化作用等阶段,均与p38M APK的激活紧密相关。p38M APK的激活不仅能促进单核巨噬细胞产生TN F- 、IL-1、I L-4、IL-6、IL-8、I L-12等炎性因子,还可介导中性粒细胞的活化,中性粒细胞炎性聚集很大程度上依赖p38的激活,用GM-CSF、TN F- 处理中性粒细胞后可致p38M APK的激活,GM-CGF和TN F- 可明显增强中性粒细胞的呼吸爆发作用。另外,中性粒细胞的化学趋化作用也同样需要p38途径的参与,这可能同M AP-KAP2使HSP27磷酸化有关,中性粒细胞到达炎症区后,p38可继续起作用,如通过NADPH氧化酶产生活性氧、IgG、补体等。应用p38MA PK抑制剂能够显著抑制中性粒细胞趋化性和超氧化物产生,减轻炎症反应[12]。

大量体外实验和体内实验证明,急性胰腺炎时p38 M APK活性明显升高,同时伴随多种细胞因子基因表达的上调和血清水平的增高。应用p38M APK抑制剂进行干预能明显减少白细胞浸润,抑制细胞因子产生,降低血淀粉酶水平,减轻胰腺和肺脏的损伤,并且能够提高实验动物的生存率。同时,相关动物实验证实p38M APK抑制剂能够显著减轻S A P相关的肺功能、肝功能损伤,减少肝细胞凋亡[13]。

2.4 缺血/再灌注损伤 缺血/再灌注损伤一直是备受医学界关注的问题,是目前医学研究的热点之一。心、脑、肝、肾等是发生缺血/再灌注损伤的极为常见的重要器官,人们对这些器官损伤的发生机理进行了大量研究,积累了较为丰富的资料。许多研究证实,细胞因子通过多种途径参与组织缺血/再灌注损伤。细胞因子的产生与p38M APK途径密切相关。再灌注所产生的氧化物可使p38M APK得以激活,进而使得

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细胞因子产生增多。李荣山等[14]的大鼠实验发现,p38

M A PK 特异性阻滞剂SB203580可显著减少肾缺血再灌注损伤诱导的p38M APK 通路的激活,进而减少肾小管上皮细胞凋亡的发生。日本Gun m a 大学医学院[15,16]的多项动物实验发现,在冷保存液(UW 液、Ce lsi o r 液)中加入p38MA PK 特异性阻滞剂(FR167653)能减轻心、肺、肝移植中的缺血再灌注损伤。王雨等[17,18]的动物实验提示:缺血再灌注期间,p38信号转导途径的激活与离体肝损伤密切相关,p38M APK 可能是在转录水平对TNF- 和I CAM l 的生成发挥调节作用,进而导致离体肝脏缺血再灌注损伤。在冷保存液中加入抑制剂SB202190后,离体肝再灌注期间p38M APK 活性受到显著性抑制,而且能够使离体肝于缺血再灌注期间损伤程度明显降低。

3 p38MAP K 抑制剂的发展

基于p38M APK 所具有的重要的生物学功能,其抑制剂的研究也得到了迅速的发展,10余年已有上百种抑制剂被报道[19]。这些人工合成的p38M APK 抑制剂在化学结构上可以分为两类,一类是吡啶咪唑芳基杂环类化合物,有近20个系列,其中以SB203580的应用最为广泛,其他化合物都是在SB203580分子结构基础上替换、添加不同的基团来改造咪唑核的修饰基团和咪唑核本身,以期解决原有化合物的毒性和选择性问题。第二类化合物包括N,N 双芳基脲、N,N 双芳基脲、苯甲酮、吡唑酮、吲哚酰胺、二酰胺、喹唑酮、双嘧啶、吡啶氨喹唑琳等九小类。这类化合物在化学拓扑学上涉及范围广泛,能高效抑制p38MA PK,对其他激酶有很好的选择性。此外,还发现一些天然产物(如大黄素、川芎内酯等)对p38MA PK 也有着不同程度的抑制作用。这些p38M APK 抑制剂主要是通过自接或间接竞争性结合p38的AT P 结合位点发挥抑制作用,部分已进入临床药物实验。

4 展望

p38MA PK 在临床多种疾病的发病机制中有重要作用,如调控肿瘤细胞的生长、炎症反应,缺血/再灌注损伤等,目前已有许多研究用p38M APK 的抑制剂干预治疗相关疾病,已经取得了可喜的成果。相信随着研究的深入,p38MA PK 信号转导通路及其抑制剂的生物效应将更加清楚、明了,会取得更加广泛的临床应用前景。参考文献:

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(收稿日期:2009-11-11)

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白介素IL信转导及其通路研究概述

白介素IL-6信号转导及其通路研究概述 细胞因子是一类参与免疫系统的细胞之间通信的蛋白质，除此之外，许多细胞因子在免疫系统之外也具有调节功能。1986年白介素IL-6作为B细胞刺激因子被Kishimoto组分子克隆。IL-6在免疫系统外的活性还有肝细胞刺激因子和骨髓细胞分化诱导蛋白。 白介素IL-6含有184个氨基酸，属于糖基化蛋白质。IL-6可以由多种类型细胞合成和分泌，包括单核细胞、T细胞、成纤维细胞和内皮细胞。IL-6结合受体有两种，一种是特异性受体IL-6R（80kDa I型跨膜蛋白），另一种是gp130，是IL-6家族细胞因子的所有成员的常见受体亚单位。gp130可以在所有细胞表达，但IL-6R的表达受到更多的限制，主要发现于肝细胞、嗜中性粒细胞、单核细胞和CD4+ T细胞。 白介素IL-6受体gp130的二聚化会导致两种细胞内信号通路的启动：经典信号通路和反式信号通路（见下文）。白介素IL-6的受体IL-6R可以在细胞膜经过蛋白质水解，形成可溶性的IL-6R（sIL-6R），在人类中，也可以在翻译阶段进行剪接mRNA，进而产生sIL-6R。在经典信号通路中，IL-6与膜上的IL-6R结合，随后与结合在细胞膜上的gp130结合，启动细胞内信号传导。在IL-6反式信号通路中，IL-6与sIL-6R结合，IL-6和sIL-6R的复合物与细胞膜结合的gp130结合，从而引发细胞内信号。 白介素IL-6是最重要的炎症细胞因子之一。IL-6在通过膜结合和可溶性受体的信号传导中是独特的。有趣的是，这两种途径的生物学后果有很大差异，通过膜结合受体的经典IL-6信号通路主要是再生和保护性的，可溶性IL-6R的IL-6反式信号通路是促炎症的。响应于受体激活的IL-6的细胞内信号传导是通过STA T依赖和STAT独立的信号模块，其由复杂的调节网络调节。IL-6的复杂生物学对该细胞因子的治疗靶向具有影响。 白介素IL-6胞内信号通路可以简单的概述为：IL-6与受体复合物结合后，激活JAK1。JAK1磷酸化gp130细胞质部分内的酪氨酸残基，这些磷酸酪氨酸基序是STAT转录因子，SOCS3反馈抑制剂和衔接蛋白和磷酸酶SHP2的募集位点。SHP2连接到MAPK级联，使Gab1磷酸化，磷酸化的Gab1转移到质膜上，协调正在进行的MAPK和PI3K活化。Src家族激酶独立于受体磷酸化并激活Y AP。 白介素IL-6信号转导第一步：激活JAK。 大多数细胞因子受体缺乏胞内激酶活性，生长因子的受体例外。白介素IL-6胞内信号转导首先激活Janus激酶（JAK），开启酶促反应。通过JAK N末端的同源结构域内（JH）

Notch信号通路研究进展

224 中国医药生物技术 2009年6月第4卷第3期Chin Med Biotechnol, June 2009, V ol. 4, No. 3 DOI:10.3969/cmba.j.issn.1673-713X.2009.03.012 · 综述·Notch信号通路研究进展 王利祥，华子春 1917 年，Morgan 及其同事在果蝇体内发现一种基因，因其功能部分缺失可导致果蝇翅缘出现缺口，故命名该基因为 Notch。随后的研究发现，Notch 从无脊椎动物到脊椎动物的多个物种中表达，其家族成员的结构具有高度保守性，在细胞分化、发育中起着关键作用。迄今研究已阐明 Notch 信号通路的主要成员及核心转导过程，然而随着研究的深入，人们逐渐认识到该通路实际上处于十分复杂的调控网络之中，而这与其在发育过程中功能的多样性相符合。本文结合最新进展，系统阐述 Notch 信号通路的组成，功能，作用机制及调控，并揭示该通路异常与疾病的联系。 1 Notch 受体 Notch 受体是一个相对分子量约为 30 000 的 I 型膜蛋白，由胞外亚基和跨膜亚基组成，2 亚基之间通过 Ca2+ 依赖的非共价键结合形成异源二聚体。胞外亚基包含一组串联排列的 EGFR 和 3 个家族特异性的 LNR 重复序列。EGFR 在 Notch 受体与配体的结合中起关键作用，在果蝇中，Notch 受体的第 11 位和 12 位 EGFR 介导了其与配体的结合。LNR 位于 EGFR 的下游，富含半胱氨酸，介导了 2 亚基之间 Ca2+ 依赖的相互作用。跨膜亚基包括跨膜区、RAM 序列、锚蛋白重复序列、核定位序列、多聚谷氨酰胺序列以及 PEST 序列。RAM 结构域是 Notch 信号效应分子 CBF1/RBPJk 主要的结合部位。ANK 重复序列结构域是 Deltex、Mastermind 等的结合部位，这些蛋白对Notch 信号通路有修饰作用。PEST 结构域与泛素介导的Notch 胞内段降解有关[1]。 2 Notch 配体 Notch 配体与受体一样为 I 型跨膜蛋白。果蝇 Notch 配体有 2 个同源物 Delta 和 Serrate，线虫的 Notch 配体为 Lag 2，故又称 Notch 配体为 DSL 蛋白。脊椎动物体内也发现了多个 Notch 配体，与 Delta 同源性高的称为Delta 样分子，与 Serate 同源性高的被称作 Jagged。目前，发现人的 Notch 配体有 D ll l、3、4和 Jagged l、2。配体胞外 DSL 结构域在进化中高度保守，是配体与受体结合、激活 Notch 信号所必需的。Notch 配体的胞内域较短，仅70 个左右氨基酸残基，功能尚未阐明。近来研究发现，Delta 1 的胞内域能够诱导细胞的生长抑制[2]。有人推测，配体胞内段可能类似与受体胞内段，具有信号转导功能，但具体机制有待进一步研究。3 Notch 信号传递与效应因子 迄今研究发现主要有 6 种信号通路在多细胞生物的生长中发挥关键作用，分别是刺猬、骨形态发生蛋白、无翅、类固醇激素受体、Notch 和受体酪氨酸激酶。Notch 相对于其他信号通路结构较简单，没有第二信使的参与。现有研究提出了 Notch 信号活化的“三步蛋白水解模型”[3]。首先，Notch 以单链前体模式在内质网合成，经分泌运输途径，在高尔基体内被 Furin 样转化酶切割成相对分子质量为180 000 含胞外区的大片段和 120 000 含跨膜区和胞内区的小片段。两者通过 Ca2+依赖性的非共价键结合为异源二聚体，然后被转运到细胞膜。当 Notch 配体与受体结合，Notch 受体相继发生 2 次蛋白水解。第一次由 ADAM 金属蛋白酶家族的 ADAM 10/Kuz 或 ADAM 17/TACE 切割为 2 个片段。N 端裂解产物（胞外区）被配体表达细胞内吞，而 C 端裂解产物随后由早老素 1/2，Pen-2，Aph1 和Nicastrin 组成的γ-促分泌酶复合体酶切释放 Notch 受体的活化形式 NICD。 经典的 Notch 信号通路又称为 CBF-1/RBP-Jκ依赖途径。CBF-1/RBP-Jκ本身是 1 个转录抑制因子，能够特异性地与 DNA 序列“CGTGGGAA”相结合，并招募 SMRT，SKIP，I/II 型组蛋白去乙酰化酶等蛋白形成共抑制复合物，抑制下游基因的转录。当 Notch 信号激活后，NICD 通过上述酶切反应被释放进入胞核，通过 RAM 结构域及 ANK 重复序列与 CBF-1/RBP-Jκ结合使共抑制复合物解离，并募集 SKIP，MAML 1 组成共激活复合体，激活下游基因的转录。Notch 信号的靶基因多为碱性螺旋-环-螺旋转录抑制因子家族成员，如哺乳动物中的 HES、非洲爪蟾中的XHey-1，以及近来发现的 BLBP [3]。此外，存在非CBF-1/RBP-Jκ依赖的 Notch 信号转导途径。最近有研究报道，果蝇 Notch 结合蛋白 Deltex 是某些组织特异性非 Su （H）依赖性信号所必需的，同时发现 Deltex 也具有拮抗Notch 的功能 [4]。 4 Notch 信号途径功能 Notch 信号途径的功能最初是在果蝇神经系统发育的 基金项目：国家自然科学基金（30425009，30730030）；江苏省自然科学基金（BK2007715） 作者单位：210093 南京大学医药生物技术国家重点实验室 通讯作者：华子春，Email：zchua@https://www.sodocs.net/doc/d81191303.html, 收稿日期：2009-02-01

p38MAPK信号转导通路与细胞凋亡研究进展.

综述与进展 p38M APK信号转导通路与细胞凋亡研究进展 王誉霖1,张励才2 作者单位：1.安徽省宣城市人民医院麻醉科242000;2江苏徐州医学院作者简介： 王誉霖（1978，女,吉林市人，住院医师，硕士。研究方向：疼痛信号转导及调控。 主题词p38丝裂原活化蛋白激酶类；细胞凋亡;综述 中图分类号R345文献标识码A文章编号1674 8166（201012 1665 03 丝裂原活化蛋白激酶（mitog en2activated pr otein kinase,MA PK级联是细胞内广泛存在的丝/苏氨酸蛋白激酶超家族，是将细胞质的信号传递至细胞核并引起细胞核发生变化的重要物质。目前在人类已鉴定了4条MAPK途径:细胞外信号调节蛋白 激酶（ex tra cellular sig nal regulated protein kinase,ERK途径,C Jun 基末端激酶（c Jun N term inal kinase,JN K/应激活化蛋白（stress activated protein kinase,SAPK途 径,ERK5/大丝裂素活化蛋白激酶1（big MAP MAP kinase,BM K1途径和p38M APK（p38mitogen activated protein kinases,p38MA PK 传导途径［1］。p38 信号途径是 MAPK家族中的重要组成部分，多种炎症因子和生长因子及应激反应可使p38MAPK的酪氨酸和苏氨酸双磷酸化，从而激活p38M APK,使它在炎症、细胞应激、凋亡、细胞周期和生长等多种生理和病理过程中起重要作用。因此,p38MAPK 通路参与了多种刺激引起的信号级联反应，表明它在引起多种细胞反应中起重要作用，并且,p38在细胞凋亡中也有着重要的调节效应。1 p38M APK信号转导通路 丝裂原活化蛋白激酶（m ito gen activated pr otein kinase,MA PK级联是细胞内重 要的信号转导系统之一。在哺乳动物细胞M APK通路主要有:细胞外信号调节激酶（extracellular signal r eg ulated kinase,ERK ffi路、p38MA PK 通路、c jun 氨基末端激酶（c jun N term inal kinase,JNK通路和ERK5 通路［1］。其中,p38MAPK 是M APK 家族中的重要成员。

ERK5信号通路研究现状

World Journal of Cancer Research 世界肿瘤研究, 2014, 4, 41-46 Published Online October 2014 in Hans. https://www.sodocs.net/doc/d81191303.html,/journal/wjcr https://www.sodocs.net/doc/d81191303.html,/10.12677/wjcr.2014.44008 Review of the ERK5 Signaling Pathway Research Song Luo*, Shengfa Su, Weiwei Ouyang#, Bing Lu# Teaching and Research Section of Oncology, Guiyang Medical University, Guiyang Email: 4567436@https://www.sodocs.net/doc/d81191303.html,, #ouyangww103173@https://www.sodocs.net/doc/d81191303.html,, #lbgymaaaa@https://www.sodocs.net/doc/d81191303.html, Received: Sep. 25th, 2014; revised: Oct. 16th, 2014; accepted: Oct. 20th, 2014 Copyright ? 2014 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.sodocs.net/doc/d81191303.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Extracellular signal regulated kinase 5 (ERK5) is an important part of mitogen activated protein kinase (MAPK) system, and also is a new signal transduction pathway of MAPK signaling system, which has attracted much attention in recent years. ERK5 can be activated by many stimulating factors and plays an important role in cell survival, proliferation and differentiation. Furthermore, ERK5 is closely related to vascular development and proliferation, and other critical functions. This paper focuses on the origin, structure, property, physiological features of ERK5, and the relation-ship between ERK5 and tumor and non-oncologic diseases, and reviews the research direction in the future. Keywords ERK5, Signaling Pathways, MAPK ERK5信号通路研究现状 罗松*，苏胜发，欧阳伟炜#，卢冰# 贵阳医学院肿瘤学教研室，贵阳 Email: 4567436@https://www.sodocs.net/doc/d81191303.html,, #ouyangww103173@https://www.sodocs.net/doc/d81191303.html,, #lbgymaaaa@https://www.sodocs.net/doc/d81191303.html, 收稿日期：2014年9月25日；修回日期：2014年10月16日；录用日期：2014年10月20日 *第一作者。 #通讯作者。

(完整版)细胞信号转导研究方法

细胞信号转导途径研究方法 一、蛋白质表达水平和细胞内定位研究 1、信号蛋白分子表达水平及分子量检测: Western blot analysis. 蛋白质印迹法是将蛋白质混合样品经SDS-PAGE后,分离为不同条带，其中含有能与特异性抗体(或McAb)相应的待检测的蛋白质(抗原蛋白)，将PAGE胶上的蛋白条带转移到NC膜上此过程称为blotting，以利于随后的检测能够的进行，随后,将NC膜与抗血清一起孵育，使第一抗体与待检的抗原决定簇结合(特异大蛋白条带)，再与酶标的第二抗体反应,即检测样品的待测抗原并可对其定量。 基本流程： 检测示意图：

2、免疫荧光技术 Immunofluorescence （IF） 免疫荧光技术是根据抗原抗体反应的原理，先将已知的抗原或抗体标记上荧光素制成荧光标记物，再用这种荧光抗体（或抗原）作为分子探针检查细胞或组织内的相应抗原（或抗体）。在细胞或组织中形成的抗原抗体复合物上含有荧光素，利用荧光显微镜观察标本，荧光素受激发光的照射而发出明亮的荧光（黄绿色或桔红色），可以看见荧光所在的细胞或组织，从而确定抗原或抗体的性质、定位，以及利用定量技术测定含量。 采用流式细胞免疫荧光技术（FCM）可从单细胞水平检测不同细胞亚群中的蛋白质分子，用两种不同的荧光素分别标记抗不同蛋白质分子的抗体，可在同一细胞内同时检测两种不同的分子（Double IF），也可用多参数流式细胞术对胞内多种分子进行检测。 二、蛋白质与蛋白质相互作用的研究技术 1、免疫共沉淀（Co- Immunoprecipitation, Co-IP）

Co-IP是利用抗原蛋白质和抗体的特异性结合以及细菌蛋白质的“protein A”能特异性地结合到免疫球蛋白的FC片段的现象而开发出来的方法。目前多用精制的protein A预先结合固化在agarose的beads 上，使之与含有抗原的溶液及抗体反应后，beads上的prorein A就能吸附抗原抗体达到沉淀抗原的目的。 当细胞在非变性条件下被裂解时，完整细胞内存在的许多蛋白质－蛋白质间的相互作用被保留了下来。如果用蛋白质X的抗体免疫沉淀X，那么与X在体内结合的蛋白质Y也能沉淀下来。进一步进行Western Blot 和质谱分析。这种方法常用于测定两种目标蛋白质是否在体内结合，也可用于确定一种特定蛋白质的新的作用搭档。缺点：可能检测不到低亲和力和瞬间的蛋白质－蛋白质相互作用。 2、GST pull-down assay GST pull-down assay是将谷胱甘肽巯基转移酶（GST）融合蛋白（标记蛋白或者饵蛋白，GST, His6, Flag, biotin …）作为探针，与溶液中的特异性搭档蛋白(test protein或者prey被扑获蛋白)结合，然后根据谷胱甘肽琼脂糖球珠能够沉淀GST融合蛋白的能力来确定相互作用的蛋白。一般在发现抗体干扰蛋白质－蛋白质之间的相互作用时，可以启用GST沉降技术。该方法只是用于确定体外的相互作用。

ATM和ATR的信号传导通路综述

ATM Ataxia telangiectasia mutated (ATM) is a serine/threonine protein kinase that is recruited and activated by DNA double-strand breaks. It phosphorylates several key proteins that initiate activation of the DNA damage checkpoint, leading to cell cycle arrest, DNA repair or apoptosis. Several of these targets, including p53, CHK2 and H2AX are tumor suppressors. The protein is named for the disorder Ataxia telangiectasia caused by mutations of ATM.[1] Contents 1 Introduction 2 Structure 3 Function 4 Regulation 5 Role in cancer 6 Interactions 7 See also 8 References 9 Further reading 10 External links Introduction[edit] Throughout the cell cycle the DNA is monitored for damage. Damages result from errors during replication, by-products of metabolism, general toxic drugs or ionizing radiation. The cell cycle has different DNA damage checkpoints, which inhibit the next or maintain the current cell cycle step. There are two main checkpoints, the G1/S and the G2/M, during the cell cycle, which preserve correct progression. ATM plays a role in cell cycle delay after DNA damage, especially after double-strand breaks (DSBs).[2] ATM together with NBS1 act as primary DSB sensor proteins. Different mediators, such as Mre11 and MDC1, acquire post-translational modifications which are generated by the sensor proteins. These modified mediator proteins then amplify the DNA damage signal, and transduce the signals to downstream effectors such as CHK2 and p53. Structure[edit] The ATM gene codes for a 350 kDa protein consisting of 3056 amino acids.[3] ATM belongs to the superfamily of Phosphatidylinositol 3-kinase-related kinases (PIKKs). The PIKK superfamily comprises six Ser/Thr-protein kinases that show a sequence similarity to phosphatidylinositol 3-kinases (PI3Ks). This protein kinase family includes amongst others ATR (ATM- and RAD3-related), DNA-PKcs (DNA-dependent protein kinase catalytic subunit) and mTOR (mammalian target of rapamycin). Characteristic for ATM are five domains. These are from N-Terminus to C-Terminus the HEAT repeat domain, the FRAP-ATM-TRRAP (FAT) domain, the kinase domain (KD), the PIKK-regulatory domain (PRD) and the FAT-C-terminal (FATC) domain. The

蛋白质组学方法在细胞内信号转导研究中的应用

生物技术通讯 ＬＥＴＴＥＲＳＩＮＢＩＯＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ．１８Ｎｏ．２Ｍａｒ．，２００７ 综述 文章编号：１００９－０００２（２００７）０２－０３３６－０３ 蛋白质组学方法在细胞内信号转导研究中的应用 李敏，周慧，崔银秋 吉林大学生命科学学院生物大分子实验室，吉林长春１３００２１ ［摘要］蛋白质组学的新技术为我们研究细胞内的信号转导过程提供了更广泛和崭新的思路，它克服了传统技术的局限 性，实现了对蛋白的高通量分析。简要综述了蛋白质组学技术在信号转导过程中信号分子的确定、定量，磷酸化等翻译后修 饰的识别，以及蛋白质之间相互作用研究等方面的应用。 ［关键词］蛋白质组学；信号转导 ［中图分类号］Ｑ２５FＱ５０３［文献标识码］Ａ ＡｐｐｌｙｉｎｇＰｒｏｔｅｏｍｉｃＭｅｔｈｏｄｓｔｏＣｅｌｌｕｌａｒＳｉｇｎａｌＴｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈ ＬＩＭｉｎ，ＺＨＯＵＨｕｉ，ＣＵＩＹｉｎ－ｑｉｕ ＢｉｏｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅＬａｂ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅ，ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２１，Ｃｈｉｎａ ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｍｐｒｏｖｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｔｈａｔｈａｖｅｅｍｅｒｇｅｄｉｎｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓｐｒｏｖｉｄｅｕｓｍｕｃｈｍｏｒｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎｄｎｅｗｉｎ－ ｓｉｇｈｔｓｉｎｔｏｃｅｌｌｕｌａｒｓｉｇｎａｌｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｉｔｈａｓｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｅｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｒｅａｌｉｚｅｄｔｈｅ ｈｉｇｈ－ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔｐｒｏｔｅｉｎａｎａｌｙｓｉｓｍｏｄｅ．Ｉｎｔｈｉｓｌｅｔｔｅｒ，ｔｈｅａｐｐｌｙｉｎｇｏｆｐｒｏｔｅｏｍｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎｄｅｆｉｎｉｎｇａｎｄｑｕａｎｔｉｔａｔｉｎｇ ｓｉｇｎａｌｉｎｇｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇｐｏｓｔ－ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｓｕｃｈａｓｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｔｉｏｎ，ａｎｄｐｒｏｔｅｉｎ－ｐｒｏｔｅｉｎｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓｒｅ－ ｓｅａｒｃｈｄｕｒｉｎｇｃｅｌｌｕｌａｒｓｉｇｎａｌｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ． ［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓFｓｉｇｎａｌｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎ ２０世纪９０年代以来，对细胞内信号转导途径的研究逐渐成为国内外生物学界广泛关注的热点。由于信号的传递在细胞的增殖、分化和生存等过程中都起着十分关键的作用，因而逐渐成为解决许多重要理论及实践问题的基本思路和有力武器。近年来有关细胞信号转导研究的方法层出不穷。传统地，人们主要利用ＲＮＡ干扰技术、抗体免疫沉淀、３２Ｐ标记结合蛋白质印迹法（Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔｔｉｎｇ）、ＳＤＳ－聚丙烯酰胺凝胶电泳（ＳＤＳ－ＰＡＧＥ）等方法来检测和鉴定信号传递过程中差异表达的信号分子及关键蛋白的磷酸化。这些方法和技术能够做小量的分析，但无法进行大规模的研究。随着双向电泳（ｔｗｏｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ，２－ＤＥ）和质谱技术的不断完善与发展，蛋白质组学方法越来越多地被用于研究胞内信号转导过程。它弥补了传统方法的不足之处，实现了高通量大规模的研究模式。近年来，蛋白质组学方法应用于信号转导的研究，主要在对蛋白表达谱的检测和定量、翻译后修饰的识别，以及蛋白质之间相互作用图谱的绘制等方面。蛋白质组学方法为我们完整地绘制细胞内信号转导网络图提供了更为可靠的依据。以下就近年来该领域的一些新技术及应用做一简要综述。 １信号蛋白的寻找和确定 细胞受到外界的刺激后，首先吸引许多锚定蛋白、衔接蛋白的结合，引起蛋白的相互作用，并随之引发胞内的一系列信号蛋白的改变（如级联磷酸化事件的发生），最终信号传递到核基因，表达或阻抑表达一些特征蛋白，或者作用于某些特定的细胞器，引发其他生物学效应。由此可见，要了解一种信号途径的具体过程，首先要对该过程的特征信号分子及下游所表达的蛋白进行确定。目前，二维电泳结合质谱技术（ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ－ＭＳ或ＥＳＩ－ＭＳ）已经成为蛋白质组学的首选工具，来获得不同状态下的细胞全蛋白质组。许多研究通过选择性抑制或激活信号通路并筛选２－ＤＥ的效应分子成功地鉴定了信号转导过程中的靶标。本文作者所在研究室［１］利用２－ＤＥ结合ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ－ＭＳ，对处于不同生理条件下的ＮＩＨ３Ｔ３细胞的全细胞裂解液进行双向电泳分离及软件分析。在我们筛选的ａＦＧＦ拮抗剂小肽存在的条件下，鉴定出３种表达量下调、１种表达量上升的蛋白，其中鸟苷酸结合蛋白α－１１亚单位和１Ｃ型核因子分别参与胞内ａＦＧＦ信号传导以及转录调控。近来人们又开发出许多以２－ＤＥ为基础的改进方法，包括从样本制备、分离到染色等各方面，来对蛋白进行更好的分离分析，如亚细胞分离、差异凝胶电泳（ＤＩＧＥ）技术等［２］。 ２－ＤＥ的优势是能够更直观地提供信号蛋白的相对分子质量、等电点、相对表达丰度等信息，但它在分离一些ｐＩ过大或过小、疏水性强的低丰度蛋白时有很大的困难。最近研究较多的多维蛋白质鉴定技术（ｍｕｌｔｉｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｐｒｏｔｅｉｎｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈ－ｎｉｑｕｅ，ＭｕｄＰＩＴ）［３］弥补了上述缺陷。ＭｕｄＰＩＴ能够更有效地检测疏水蛋白，且在分析来自胞内细胞器的蛋白时具有更高的效率。最常用的是二维液相色谱（２Ｄ－ＬＣ），它首先对蛋白复合物进行酶 ［收稿日期］２００６－０８－３０ ［基金项目］吉林省科技发展计划项目（２００４０４１１－３） ［作者简介］李敏（１９８２－），女，硕士研究生 ［通讯作者］崔银秋，（Ｅ－ｍａｉｌ）ｃｕｉｙｑ＠ｊｌｕ．ｅｄｕ．ｃｎ ３３６

信号通路研究思路

信号通路研究思路

证明一个药物能通过抑制P38表达而发挥保护细胞的作用，需要做的是： 要证明你的药物是通过抑制P38表达而发挥保护作用，首先要证明P38表达增加会导致损伤。 其次，要证明你的药物存在保护作用。 再次，证明你的药物可以抑制P38表达。 最后，证明你的药物是由于抑制了P38表达而发挥保护作用。 首先证明P38表达增加会导致损伤。 这里需要建立一个损伤模型。正如你提到的，钙离子导致P38mapk的增高，如果某种损伤可以通过钙离子导致P38mapk的增高，那么你就建立起了一个损伤模型。这时，对P38做个RNA干扰，使其表达下降，再来损伤刺激，如果这时损伤刺激不会导致损伤，那么可以说P38mapk的增高会导致损伤。 这里最好不要用P38的抑制剂SB来处理，因为这个抑制剂是针对P38活性的抑制剂，抑制的是P38的磷酸化，而不是表达量。 如果说明的问题是p38磷酸化水平增加而导致损伤，那么我建议用抑制剂。这时还可以用Dominant-negative。抑制剂的实验证实该药物不影响P38表达，而影响其活化。（应该首先考虑选用抑制剂，因为目前一些药物的作用机制不是抑制靶点的表达，而是抑制靶点的激活。如果在此应用RNAi的话，很可能会漏掉这个机制或增加实验步骤。） 其次，要证明你的药物存在保护作用。

当然就是用你的药物先处理一下，再来损伤刺激，如果这时损伤刺激不会导致损伤，那么可以说你的药物存在保护作用。 再次，证明你的药物可以抑制P38表达。 用你的药物先处理一下，再来损伤刺激，再检测P38表达，如果用药组相对于没有用药组P38表达下降，那么可以说你的药物可以抑制P38表达。 最后，证明你的药物是由于抑制了P38表达而发挥保护作用。 这一步看似不必要，其实是最重要的步骤，而国内的文章往往忽略了这一关键环节。 这里建议还是用RNA干扰P38表达，再用你的药物处理，再进行损伤刺激，如果用药组与没有用药组的损伤程度一致，那么才可以说你的药物是由于抑制了P38表达而发挥保护作用。 抑制剂也有其局限性，有时是“致命”的，主要原因是抑制剂缺乏特异性。虽然我们在文章里看到用抑制剂的时候都说是什么什么的特异性抑制剂，但真的那么特异吗？其实往往是作者为了写文章发文章的需要而夸大了抑制剂的特异性。细胞里无数的信号通路，谁也不能保证抑制剂在作用于靶分子时不会影响其他信号通路。其实无论什么抑制剂，对剂量的要求都相对比较苛刻，为什么？就是因为一旦浓度高了，就不知道会干扰到其他哪些信号通路，从而产生很多说不清道不明的现象。 PI3K的抑制剂---LY294002和wortmannin,它们都能抑制PI3K和相关的激酶，但LY294002的浓度达到200μM常用来抑制DNA依赖的蛋白激酶（DNA-PK）；wortmannin在浓度超过3μM常用来抑制运动失调性毛细血管扩张基因

常见的信号通路

1 JAK-STAT信号通路 1) JAK与STAT蛋白 JAK-STAT信号通路是近年来发现的一条由细胞因子刺激的信号转导通路，参与细胞的增殖、分化、凋亡以及免疫调节等许多重要的生物学过程。与其它信号通路相比，这条信号通路的传递过程相对简单，它主要由三个成分组成，即酪氨酸激酶相关受体、酪氨酸激酶JAK和转录因子STAT。 (1) 酪氨酸激酶相关受体（tyrosine kinase associated receptor） 许多细胞因子和生长因子通过JAK-STAT信号通路来传导信号，这包括白介素2?7（IL-2?7）、GM-CSF（粒细胞/巨噬细胞集落刺激因子）、GH（生长激素）、EGF（表皮生长因子）、PDGF （血小板衍生因子）以及IFN（干扰素）等等。这些细胞因子和生长因子在细胞膜上有相应的受体。这些受体的共同特点是受体本身不具有激酶活性，但胞内段具有酪氨酸激酶JAK的结合位点。受体与配体结合后，通过与之相结合的JAK的活化，来磷酸化各种靶蛋白的酪氨酸残基以实现信号从胞外到胞内的转递。 (2) 酪氨酸激酶JAK（Janus kinase） 很多酪氨酸激酶都是细胞膜受体，它们统称为酪氨酸激酶受体（receptor tyrosine kinase, RTK），而JAK却是一类非跨膜型的酪氨酸激酶。JAK是英文Janus kinase的缩写，Janus在罗马神话中是掌管开始和终结的两面神。之所以称为两面神激酶，是因为JAK既能磷酸化与其相结合的细胞因子受体，又能磷酸化多个含特定SH2结构域的信号分子。JAK蛋白家族共包括4个成员：JAK1、JAK2、JAK3以及Tyk2，它们在结构上有7个JAK同源结构域（JAK homology domain, JH），其中JH1结构域为激酶区、JH2结构域是“假”激酶区、JH6和JH7是受体结合区域。 (3) 转录因子STAT（signal transducer and activator of transcription）STAT被称为“信号转导子和转录激活子”。顾名思义，STAT在信号转导和转录激活上发挥了关键性的作用。目前已发现STAT家族的六个成员，即STAT1-STAT6。STAT蛋白在结构上可分为以下几个功能区段：N-端保守序列、DNA结合区、SH3

FAK-ERK信号传导通路

咖啡酸苯乙酯靶向调控人结肠癌HT-29细胞FAK-ERK信号通路的研究 梁路昌1唐志晗1 李珍发2万剑2薛文1王军1涂宏2何葵2* （1.南华大学湖南衡阳421001；2.衡阳市中心医院湖南衡阳421001） [摘要]目的：探讨咖啡酸苯乙酯(caffeic acid phenethyl ester，CAPE)对结肠癌HT-29细胞FAK-ERK信号传导通路中相关蛋白表达的作用，寻找其作用靶点，试图阐明CAPE抗肿瘤作用的分子机制。方法：用不同浓度CAPE处理HT-29细胞，利用Hoechst33258染色法和流式细胞术，检测细胞凋亡的发生。应用Western-blot法分析不同浓度CAPE对HT-29细胞中FAK、ERK蛋白表达的影响。结果：Hoechst33258染色发现CAPE作用后凋亡细胞数量增加。流式细胞仪细胞凋亡率分析显示，0、2.5、5.0、7.5、10μg/ml处理HT-29 细胞24h后，细胞凋亡率上升，呈剂量依赖性。Western印迹结果显示：在（0-10）μg/ml范围内不同浓度CAPE作用于HT-29细胞24h后，FAK、ERK蛋白表达随CAPE浓度的增加而下调。结论：CAPE可诱导人结肠癌HT-29细胞凋亡，其作用机制可能与CAPE 抑制FAK-ERK信号转导通路的激活有关。 [关键词] 咖啡酸苯乙酯；结肠癌细胞HT-29；细胞凋亡；黏着斑激酶；细胞外信号调节激酶；免疫蛋白印迹 Caffeic acid phenethyl ester induces growth arrest and apoptosis of HT-29 colon cancer cells by inhibition FAK /ERK signal transduction pathway LIANG Lu-chang1,TANG Zhi-han1, LI Zhen-fa2, WAN Jian2, XUE Wen1, WANG Jun1, TU Hong2, HE Kui 2* （1.Nan-hua University; Hengyang 421001，China；2.The Central Hospital of Hengyang， Hengyang 421001） ［Abstract］Objective: To explore the effects of caffeic acid phenethyl ester (CAPE) on expression of the related proteins in FAK-ERK signal transduction pathway in colorectal carcinoma cell line HT-29, to find out the targets CAPE targeted and to elucidate furtherly the anti-tumor mechanism of CAPE. Methods: The cells of human colorectal carcinoma cell line HT-29 were treated with CAPE at different concentration. Flow cytometry(FCM)and Hoechst33258 staining were used to detect apoptosis. Western blotting analysis was used to

ERK信号转导通路

ERK信号转导通路 在MAPK家族中，ERK是最先被发现并被了解最多的成员。ERK包括了两种异构体ERKl 和ERK2(分别为P44和P42)。两个磷酸化受体位点即酪氨酸和苏氨酸被谷氨酸残基分隔开来，故其磷酸化位点基序是TEY。目前认为，P38和JNK属于“应激诱导”的MAPK，而ERK被认为是与细胞增殖、转化和分化相关的MAPK。 ERK级联反应包括典型的3个层次MAPKs的序贯激活过程。Raf蛋白(MAPKKK)的激活能磷酸化MEKl／2(MAPKK)，并使后者激活，从而使随后的ERKl／2(MAPK)发生双重磷酸化而被缉获。ERK的激活对于Ras诱导的细胞反应、转录因子(如Elkl、cEtsl和c—Ets2)的激活以及激酶(如P90rskl、MNKl和MNK2)的激活是至关重要的。 ERK通路的激活包括了以下3种方式：酪氨酸激酶受体对Ras的激活、Ca2+对Ras的激活以及PKC对ERK通路的激活。生长因子与细胞表面的受体酪氨酸激酶(RTK)结合，诱发生长因子受体胞质中的酪氨酸残基自身磷酸化，导致受体二聚体化与活化。细胞表面的生长因子受体具有募集Grb2和SOS复合物的能力。SOS在与生长因子受体结合的过程中移位至胞质，并与Ras相互作用，促进Ras与GTP结合，使Ras活化。此外，Ca2+可通过不同的作用机制激活Ras蛋白：①通过l型电压依赖性的钙离子通道流人细胞内，经由Src家族蛋白激酶的介导，导致表皮生长因子受体(EGFR)酪氨酸磷酸化，进而通过Shc—Grb2—SOS复合物激活Ras；②通过Ca2+敏感性的Ras鸟嘌呤核苷酸释放因子(Ras—GRF)和Ca2+—钙调蛋白复合物与Ras—GRF结合，通过诱导Ras进行GTP交换而激活Ras；③在大鼠嗜铬细胞瘤PCI2细胞中，胞质Ca2+的升高，可诱发酪氨酸磷酸化，激活蛋白酪氨酸激酶(PYK2)。PYK2与Grb2和SOS形成复合物，同时伴随着Shc的激活。活化的PYK2通过直接募集Srb2—SOS复合物，或间接通过Shc而激活Ras。Ras是一种G蛋白，可通过与Grb2—SOS复合物发生相互作用而被激活。在这一过程中，SOS催化鸟嘌吟二磷酸盐发生转位，从而形成Ras—GTP复合体，使Ras激活，成为具有功能活性的Ras蛋白。Ras被激活后将Raf募集于细胞膜，随后Raf 发生磷酸化作用和寡聚化作用。PKC的同工酶也可以磷酸化并激活Raf—1蛋白激酶，使Raf —1发生自身磷酸化。 Raf家族属于MAPKKK，是高度保守的丝氨酸—苏氨酸激酶，通过与Ras蛋白的相互作用而被缉获。Raf家族成员包括A—Raf、B—Raf和Raf—1(即c—Raf或c—Raf—1)。每一异构体包括3个保守区域，称为CRl、CR2和CR3。前面的两个保守区域位于氨基末端，并含有调节Raf催化区域的部分，其激酶区域位于CR3。Raf被激活后使MEKl／2磷酸化，最终使ERKl／2发生磷酸化而被激活。激活的ERKl／2转位至核内，通过使P90RSK、MSK以及转录因子ELK—1、Stat3磷酸化而激活转录，引起细胞生长、增殖与分化。

信号通路研究思路

证明一个药物能通过抑制P38表达而发挥保护细胞的作用，需要做的是： 要证明你的药物是通过抑制P38表达而发挥保护作用，首先要证明P38表达增加会导致损伤。 其次，要证明你的药物存在保护作用。 再次，证明你的药物可以抑制P38表达。 最后，证明你的药物是由于抑制了P38表达而发挥保护作用。 首先证明P38表达增加会导致损伤。 这里需要建立一个损伤模型。正如你提到的，钙离子导致P38mapk的增高，如果某种损伤可以通过钙离子导致P38mapk的增高，那么你就建立起了一个损伤模型。这时，对P38做个RNA干扰，使其表达下降，再来损伤刺激，如果这时损伤刺激不会导致损伤，那么可以说P38mapk的增高会导致损伤。 这里最好不要用P38的抑制剂SB来处理，因为这个抑制剂是针对P38活性的抑制剂，抑制的是P38的磷酸化，而不是表达量。 如果说明的问题是p38磷酸化水平增加而导致损伤，那么我建议用抑制剂。这时还可以用Dominant-negative。抑制剂的实验证实该药物不影响P38表达，而影响其活化。（应该首先考虑选用抑制剂，因为目前一些药物的作用机制不是抑制靶点的表达，而是抑制靶点的激活。如果在此应用RNAi的话，很可能会漏掉这个机制或增加实验步骤。） 其次，要证明你的药物存在保护作用。 当然就是用你的药物先处理一下，再来损伤刺激，如果这时损伤刺激不会导致损伤，那么可以说你的药物存在保护作用。 再次，证明你的药物可以抑制P38表达。 用你的药物先处理一下，再来损伤刺激，再检测P38表达，如果用药组相对于没有用药组P38表达下降，那么可以说你的药物可以抑制P38表达。 最后，证明你的药物是由于抑制了P38表达而发挥保护作用。 这一步看似不必要，其实是最重要的步骤，而国内的文章往往忽略了这一关键环节。 这里建议还是用RNA干扰P38表达，再用你的药物处理，再进行损伤刺激，如果用药组与没有用药组的损伤程度一致，那么才可以说你的药物是由于抑制了P38表达而发挥保护作用。 抑制剂也有其局限性，有时是“致命”的，主要原因是抑制剂缺乏特异性。虽然我们在文章里看到用抑制剂的时候都说是什么什么的特异性抑制剂，但真的那么特异吗？其实往往是作者为了写文章发文章的需要而夸大了抑制剂的特异性。细胞里无数的信号通路，谁也不能保证抑制剂在作用于靶分子时不会影响其他信号通路。其实无论什么抑制剂，对剂量的要求都相对比较苛刻，为什么？就是因为一旦浓度高了，就不知道会干扰到其他哪些信号通路，从而产生很多说不清道不明的现象。 PI3K的抑制剂---LY294002和wortmannin,它们都能抑制PI3K和相关的激酶，但LY294002的浓度达到200μM常用来抑制DNA依赖的蛋白激酶（DNA-PK）；wortmannin在浓度超过3μM常用来抑制运动失调性毛细血管扩张基因突变（ATM)以及DNA-PK。相对而言，MEK1/2