细胞通讯与细胞信号转导

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1、细胞通讯与细胞信号转导CellularSignalTransduction细胞信号转导的重要性贝时璋教授：根据生物物理学的观点，无非是自然界三个量综合运动的表现，即物质、能量和信息在生命系统中无时无刻地在变化，这三个量有组织、有秩序的活动是生命的基础。信息流起着调节控制物质和能量代谢的作用。薛定谔：“生命的基本问题是信息问题”细胞通讯与细胞信号转导生物所处的环境时刻在变化，机体功能的协调统一要求细胞间相互识别、相互反应和相互作用的机制称作细胞通讯(CellCommunication)。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

2、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(SignalTransduction)信息与信号信息是认识主体（人、生物、机器）所感受的或所表达的事物运动的状态和运动状态变化的方式。信息的特征为：（1）接收者在收到信息之前，对它的内容是不知道的，所以信息是新知识、新内容。（2）信息是能使认识某一事物的未知性或不确定性减少的有用知识（3）信息可以产生，也可以消失，同时信息可以被携带、贮存及处理

3、（4）信息是可以量度的，信息量有多少的差别。信号是信息的载体，它是物理性的。细胞信号转导的重要性生物体的生命活动受遗传信息及环境变化信息的调节控制。细胞的基因表达及增殖、分化、生长、衰老、死亡、代谢、神经传导、免疫等生存依赖于精巧调控的细胞间、细胞内分子通讯网络内环境恒稳态对于多细胞生物来说，为了协调和配合各组织细胞之间得功能活动，需要对各组织细胞的物质代谢或生理活动进行调节。此外当外界环境变化时也需通过细胞间复杂的信号传递系统来传递信息，从而调控机体活动。细胞信息的传递是由许多不同的信息物质所组成的信息传递链来完成的。①通过相邻细胞的直接接触；②通过细胞分泌各种化学物

4、质来调节其他细胞的代谢和功能。具有调节细胞生命活动的化学物质称为信息物质。细胞信息传递方式细胞通讯方式三种方式:胞间隙连接表面分子接触通讯化学通讯细胞信息传递方式间隙连接(GapJunction)两个相邻的细胞间存在着一种特殊的由蛋白质构成的结构－连接子(Connexon)。连接子两端分别嵌入两个相邻的细胞，形成一个亲水性孔道。这种孔道允许自由交换分子量为1500道尔顿以下的水溶性分子。这种直接交换的意义在于相邻的细胞可以共享小分子物质，因此可以快速和可逆地促进相邻细胞对外界信号的协同反应。连接子为一个多基因家庭，现已发现12个成员。在肿瘤生长和创伤愈合等过程中都观察到

5、某些类型连接子表达的变化。因此，连接子可能对细胞的生长、分化、定位及细胞形态的维持具有重要意义。膜表面分子接触通讯细胞都有众多的分子分布于膜的外表面。这些分子或为蛋白质，或为糖蛋白。这些表面分子作为细胞的触角，可以与相邻细胞的膜表面分子特异性地相互识别和相互作用，以达到功能上的相互协调。这种细胞通讯方式称为膜表面分子接触通讯。膜表面分子接触通讯也属于细胞间的直接通讯，最为典型的例子是T淋巴细胞与B淋巴细胞的相互作用。化学通讯细胞可以分泌一些化学物质－蛋白质或小分子有机化合物至细胞外，这些化学物质作为化学信号(chemicalsignaling)作用于其它的细胞(靶细胞)

6、，调节其功能，这种通讯方式称为化学通讯。化学通讯是间接的细胞通讯，即细胞间的相互联系不再需要它们之间的直接接触，而是以化学信号为介质来介导的。根据化学信号分子可以作用的距离范围，将其分为三类细胞信号1、生物大分子的结构信号：蛋白质、多糖、核酸的结构信息2、物理信号：电、光、磁3、化学信号：细胞间通讯的信号分子：激素、神经递质与神经肽、局部化学介导因子、抗体、淋巴因子细胞内通讯的信号分子：cAMP,cGMP,Ca2+,IP3,DG、NO化学信号分类根据分子作用的距离内分泌(endocrine)系统以激素为主，它们是由内分泌器官分泌的化学信号，并随血流作用于全身靶器官。

7、旁分泌(paracrine)系统以细胞因子为主，它们主要作用于局部的细胞，作用距离以毫米计算。自分泌(autocrine)系统神经介质为主，其作用局限于突触内，作用距离在100nm以内。根据分子作用的距离分类化学信号根据其溶解性分类脂溶性化学信号:脂溶性化学信号可以通过膜脂双层结构进入胞内，其受体位于胞浆或胞核内。水溶性化学信号:水溶性化学信号不能进入细胞，其受体位于细胞外表面。所有的化学号都必须通过与受体结合方可发挥作用.信息物质SignalMolecules凡是由细胞分泌的、能够调节特定靶细胞生理活动的化学物质都称为细胞间信息物