细胞信号转导异常和疾病.pptx
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1、十八章十八章细胞信号转导异常与疾病细胞信号转导异常与疾病信号转导机制研究意义:信号转导机制研究意义:一、对发病机制深入认识一、对发病机制深入认识二、为新诊疗和治疗技术提供靶位二、为新诊疗和治疗技术提供靶位细胞信号转导异常和疾病1/27第一节第一节 细胞信号转导异常主要类型细胞信号转导异常主要类型异常可发生在分子异常可发生在分子编码基因编码基因,也能够发,也能够发生在生在蛋白质合成蛋白质合成直至直至细胞内降解细胞内降解全部过全部过程各个层次和各个阶段。程各个层次和各个阶段。细胞信号转导异常和疾病2/27 细胞信号转导中分子异常细胞信号转导中分子异常 信号转导分子种类信号转导分子种类 功效改变功效
2、改变 受体受体 数目增加降低或缺如数目增加降低或缺如 结构异常造成亲和力改变结构异常造成亲和力改变 转导分子转导分子蛋白激酶、蛋白磷酸酶、接头蛋白蛋白激酶、蛋白磷酸酶、接头蛋白 活性改变、细胞定位改变、作用及活性改变、细胞定位改变、作用及GTP结合蛋白结合蛋白、转录因子、骨架蛋白、转录因子、骨架蛋白 调整方式稳定性改变调整方式稳定性改变 效应相关分子效应相关分子 能量代谢酶类、细胞周期调整因子能量代谢酶类、细胞周期调整因子 同上同上 核酸蛋白质合成体系分子核酸蛋白质合成体系分子 细胞存活凋亡调整效应分子细胞存活凋亡调整效应分子 离子通道离子通道细胞信号转导异常和疾病3/27一、受体异常与疾病(
3、Disorders of receptor in disease)受体病(receptor disease):因受体数量、结构或调整功效改变,使之不能介因受体数量、结构或调整功效改变,使之不能介导配体在靶细胞中应有效应所引发疾病。导配体在靶细胞中应有效应所引发疾病。可表现为受体下调(down regulation)(受体数量降低)或减敏(desensitization)(靶细胞对配体刺激反应性减弱或消失)。亦可表现为受体上调(up regulation)或增敏(hypersensitivity),使靶细胞对配体刺激反应过分。二者均可造成细胞信号转导障碍,进而影响疾病发生和发二者均可造成细胞信号
4、转导障碍,进而影响疾病发生和发展。展。细胞信号转导异常和疾病4/27分类分类累及受体主要临床特征主要临床特征膜受体异常膜受体异常(遗传性受体病)(遗传性受体病)家族性高胆固醇血症家族性高胆固醇血症LDL受体受体血浆血浆LDL升高,动脉粥样硬化升高,动脉粥样硬化家族性肾性尿崩症家族性肾性尿崩症ADHV2型受体型受体男性发病,多尿、口渴和多饮男性发病,多尿、口渴和多饮视网膜色素变性视网膜色素变性视紫质进行性视力减退视紫质进行性视力减退遗传性色盲视锥细胞视蛋白色觉异常遗传性色盲视锥细胞视蛋白色觉异常 严重联合免疫缺点症IL-2受体受体链链T细胞降低或缺失,重复感染II型糖尿病型糖尿病胰岛素受体胰岛素
5、受体高血糖高血糖,血浆胰岛素正常或升高血浆胰岛素正常或升高核受体异常核受体异常雄激素抵抗综合征雄激素抵抗综合征雄激素受体雄激素受体不育症,睾丸女性化综合症不育症,睾丸女性化综合症X伴性隐性遗传病伴性隐性遗传病46xy核型核型甲状腺素抵抗综合征甲状腺素抵抗综合征甲状腺素受体甲状腺素受体T3R基因突变基因突变常染色体显性遗传病常染色体显性遗传病全身靶细胞对全身靶细胞对甲状腺素反应性降低。甲状腺素反应性降低。生长迟缓生长迟缓VItD抵抗性佝偻病抵抗性佝偻病维生素维生素D受体受体常染色体隐性遗传病,佝偻病性骨损常染色体隐性遗传病,佝偻病性骨损害,秃发,继发甲状旁腺素增高害,秃发,继发甲状旁腺素增高雌激
6、素抵抗综合征雌激素抵抗综合征雌激素受体雌激素受体骨质疏松,不孕症骨质疏松,不孕症糖皮质激素抵抗综合征糖皮质激素抵抗综合征糖皮质激素受体糖皮质激素受体多毛症多毛症,性早熟性早熟,低肾素性高血低肾素性高血压压细胞信号转导异常和疾病5/27分类分类累及受体主要临床特征主要临床特征本身免疫性受体病 重症肌无力Ach受体受体活动后肌无力活动后肌无力 本身免疫性甲状腺病刺激性刺激性TSH受体受体抑制性抑制性TSH受体受体甲亢和甲状腺肿大甲状腺功效减退艾迪生病艾迪生病ACTH受体受体色素从容,乏力,血压低 继发性受体异常II型糖尿病型糖尿病胰岛素受体胰岛素受体高血糖,血浆胰岛素正常或升高高血糖,血浆胰岛素正
7、常或升高继发性受体异常继发性受体异常肥胖肥胖胰岛素受体胰岛素受体血糖升高血糖升高肿瘤肿瘤生长因子受体生长因子受体细胞过分增殖帕金森病帕金森病多巴胺受体多巴胺受体肌张力增高或强直僵硬肌张力增高或强直僵硬心力衰竭心力衰竭肾上腺素能受体肾上腺素能受体心肌收缩力降低心肌收缩力降低细胞信号转导异常和疾病6/27(一)(一)遗传性受体病遗传性受体病家族性高胆固醇血症家族性高胆固醇血症(familial hypercholesterolemia,FH)1.低密度脂蛋白受体(低密度脂蛋白受体(LDLR):胞膜表面存在胞膜表面存在,LDL颗粒结合,并经颗粒结合,并经受体介导内吞作用受体介导内吞作用进入细进入细胞
8、。在胞内胞。在胞内,受体与受体与LDL解离,再回到细胞膜,而解离,再回到细胞膜,而LDL则在溶酶体内则在溶酶体内降解并释放出胆固醇。降解并释放出胆固醇。人人LDLR:160kD糖蛋白(糖蛋白(839个个AA),其编码基因位于),其编码基因位于19号染色号染色体上。体上。2.已发觉已发觉LDL受体受体150各种突变,干扰受体代谢各个步骤各种突变,干扰受体代谢各个步骤 按按LDL受体突变类型及分子机制分:受体突变类型及分子机制分:受体合成受损受体合成受损:因为上游外显子及内含子因为上游外显子及内含子大片缺失大片缺失使受体转使受体转录障碍;录障碍;基因重排造成阅读框架移位,使编码基因重排造成阅读框架
9、移位,使编码AA密码子变成终密码子变成终止密码等,使之不能编码正常受体蛋白;止密码等,使之不能编码正常受体蛋白;细胞内转运障碍细胞内转运障碍:受体前体滞留在高尔基体,不能转变为成受体前体滞留在高尔基体,不能转变为成熟受体以及向细胞膜转运受阻,受体在内质网内被降解;熟受体以及向细胞膜转运受阻,受体在内质网内被降解;细胞信号转导异常和疾病7/27 受体与配体结协力降低受体与配体结协力降低 因为编码因为编码配体结合区碱基缺失或突变配体结合区碱基缺失或突变,细胞膜表面,细胞膜表面LDLR不能与不能与LDL结合或结协力降低;结合或结协力降低;受体内吞缺点受体内吞缺点 因编码受体因编码受体胞浆区基因突变胞
10、浆区基因突变,与,与LDL结合受体不能聚集成结合受体不能聚集成簇,或不能携带簇,或不能携带LDL进入细胞;进入细胞;受体再循环障碍受体再循环障碍 基因突变使内吞受体不能在酸性基因突变使内吞受体不能在酸性pH下与下与LDL解离,解离,受体在受体在细胞内降解细胞内降解。因因LDL受体数量降低或功效异常,其对血浆受体数量降低或功效异常,其对血浆LDL去除能力降去除能力降低,患者出生后血浆低,患者出生后血浆LDL含量即高于正常,发生动脉粥样硬含量即高于正常,发生动脉粥样硬化危险也显著升高。患者多于化危险也显著升高。患者多于4050岁发生冠心病。岁发生冠心病。细胞信号转导异常和疾病8/27(二)本身免疫
11、性受体病(二)本身免疫性受体病 因体内产生因体内产生抗受体本身抗体抗受体本身抗体而引发疾病,可因刺激性抗体引而引发疾病,可因刺激性抗体引发细胞对配体反应性增强,或因阻断性抗体干扰配体与受体结发细胞对配体反应性增强,或因阻断性抗体干扰配体与受体结合,造成细胞反应性降低。合,造成细胞反应性降低。重症肌无力重症肌无力 神经肌肉间传递功效障碍本身免疫病神经肌肉间传递功效障碍本身免疫病 机制:患者胸腺上皮细胞及淋巴细胞内机制:患者胸腺上皮细胞及淋巴细胞内含有一个与含有一个与Ach受体受体结构相同物质结构相同物质,其可能作为,其可能作为本身抗原本身抗原而引发胸腺产生而引发胸腺产生抗抗Ach受受体抗体。体抗
12、体。血清检测到血清检测到抗抗Ach受体抗体受体抗体,含量与疾病严重程度呈平行关,含量与疾病严重程度呈平行关系。系。抗抗 Ach受体抗体经过干扰受体抗体经过干扰Ach与受体结合;或是加速受体内与受体结合;或是加速受体内吞与破坏,最终造成运动神经末梢释放吞与破坏,最终造成运动神经末梢释放Ach不能充分与运动终不能充分与运动终板上板上Ach受体结合,使兴奋从神经传递到肌肉过程发生障碍,受体结合,使兴奋从神经传递到肌肉过程发生障碍,从而影响肌肉收缩。从而影响肌肉收缩。细胞信号转导异常和疾病9/27第二节第二节 G G蛋白偶联型受体异常与疾病蛋白偶联型受体异常与疾病一、一、G蛋白偶联受体与心血管疾病关系
13、蛋白偶联受体与心血管疾病关系 研究广泛深入研究广泛深入 G蛋白偶联型受体蛋白偶联型受体:肾上腺素能受体肾上腺素能受体Adrs 毒蕈碱性胆碱能受体毒蕈碱性胆碱能受体Ms 对心脏功效主要。对心脏功效主要。药品治疗(阻断剂)应用一些机制与此相关。药品治疗(阻断剂)应用一些机制与此相关。细胞信号转导异常和疾病10/27受体受体1 12 23 31AB/ET/AT2M2结合结合G蛋白蛋白种类种类GsGs/GiGs/GiGq/G11GiGi组织分布组织分布心脏心脏心脏心脏血管血管肺肾肺肾心脏心脏脂肪脂肪心脏心脏血管平滑肌血管平滑肌冠状动脉冠状动脉中枢神经中枢神经胰胰血小板血小板心脏心脏心脏中效应分子AC,
14、L型钙通道型钙通道同前同前ACPLCACAC AC K AC K通道通道主要信号主要信号升高升高cAMP/PKAcAMP/PKA同前同前及及MAPKMAPK同前同前升高升高DAG/IP3DAG/IP3及及PKC/MAPKPKC/MAPK降低降低cAMP/PKAcAMP/PKA同前同前升高升高PIPI(3 3)K K内源性激动剂内源性激动剂 肾上腺素肾上腺素去甲肾上腺去甲肾上腺素素同前同前同前同前同前血管担心素内皮素同前同前AchAch主要心血管系统中主要心血管系统中G蛋白偶联性受体蛋白偶联性受体细胞信号转导异常和疾病11/27(一)心肌肥大(一)心肌肥大myocardial hypertrop
15、hy 成人心肌细胞数目不增,增加容量。成人心肌细胞数目不增,增加容量。1ARs、血管担心素、血管担心素II受体和内皮素受体等与受体和内皮素受体等与G q偶偶联受体,可激活受体,可激活MAPK家族家族组员ERK,将引,将引发心肌心肌细胞胞扩增作增作用。用。G q和儿茶酚胺和儿茶酚胺类药品在心肌肥厚中起关品在心肌肥厚中起关键作用;作用;过去去认为仅是代是代偿反反应,有利于心功效,有利于心功效维持,持,现认为G q过表示引表示引发心肌肥厚心肌肥厚对心心脏功效起功效起负效效应。细胞信号转导异常和疾病12/27(二)心力衰竭(二)心力衰竭 胞内胞内AC降低,降低,cAMPcAMP水平下降,心肌收缩功效不
16、足。水平下降,心肌收缩功效不足。去敏感;表面受体降低;受体与下游信号解偶联去敏感;表面受体降低;受体与下游信号解偶联 受体分子受体分子 改变改变 受体分子受体分子 改变改变 1 1AR AR 数目降低,脱偶联数目降低,脱偶联 GRK5 GRK5 未研究未研究 2-AR 2-AR 数目不变,脱偶联数目不变,脱偶联 -arrestin1-arrestin1,2 2 无改变无改变 -ARK1-ARK1(GRK2GRK2)mRNAmRNA升高升高 G Gi 增加增加 活力增强活力增强 GRK3 GRK3 无改变无改变 G Gq 不不变 慢性长久儿茶酚胺刺激可造成慢性长久儿茶酚胺刺激可造成ARAR表示下
17、降,并使之失去对肾上表示下降,并使之失去对肾上腺素敏感。腺素敏感。GPCR激酶(激酶(GRK)有主要联络。)有主要联络。人群人群2-AR2-AR遗传多态性与个体心脏对运动耐受力相关。遗传多态性与个体心脏对运动耐受力相关。如如GsGs第四个跨膜区苏氨酸被异亮氨酸替换(人群中),发生心力衰竭,存第四个跨膜区苏氨酸被异亮氨酸替换(人群中),发生心力衰竭,存活率低于其它人,且运动能力低(心肌疾患危险人群)活率低于其它人,且运动能力低(心肌疾患危险人群)细胞信号转导异常和疾病13/27二、二、G G蛋白偶联受体与肿瘤关系蛋白偶联受体与肿瘤关系 p21蛋白蛋白(小小G,(Ras))与肿瘤关系与肿瘤关系研究
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- 细胞 信号 转导 异常 疾病
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