張鈴

酶活性受體及相關信號通路的基礎研究

張鈴

細胞信號轉(zhuǎn)導廣義上包括生物體與環(huán)境之間，生物體及其細胞之間，以及細胞內(nèi)以各種物理、化學物質(zhì)為載體的所有的信息交流系統(tǒng)。狹義上指細胞感受、轉(zhuǎn)導及傳遞內(nèi)外環(huán)境刺激并調(diào)節(jié)細胞反應的生物化學分子機制，這也是細胞信號轉(zhuǎn)導的核心內(nèi)容。信號轉(zhuǎn)導途徑是一個復雜龐大的網(wǎng)絡系統(tǒng)，可實現(xiàn)初始信號的級聯(lián)放大與精密調(diào)節(jié)，實現(xiàn)不同信號刺激的不同效應。細胞信號轉(zhuǎn)導在應答環(huán)境刺激和調(diào)節(jié)基因表達、生理反應的同時，不僅維持著細胞的正常代謝，且最終決定了細胞的增殖、生長、分化、衰老、死亡等基本生命現(xiàn)象，保證生命過程中物質(zhì)和能量代謝處于恒穩(wěn)狀態(tài)。信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)是由信號分子，細胞受體，信號轉(zhuǎn)導蛋白，第二信使構(gòu)成的，其中細胞受體包含膜受體和細胞內(nèi)受體，膜受體及其相關的信號轉(zhuǎn)導是細胞信號轉(zhuǎn)導研究的主要內(nèi)容。本文針對膜受體中的酶活性受體相關基礎研究做一綜述。

酶活性受體由胞外域、單跨膜域和胞質(zhì)激酶域3部分組成。胞外域可接受信號，引起胞質(zhì)域激酶活性變化，產(chǎn)生信號級聯(lián)反應，因此酶活性受體具備信號放大的功能。目前發(fā)現(xiàn)有4種酶活性受體:受體酪氨酸激酶(RTK)，受體絲氨酸/蘇氨酸激酶(RSTK)，受體樣蛋白酪氨酸磷酸酶(RPTP)和鳥苷酸環(huán)化酶－鈉尿激素肽受體(GC－NPR)，分別具有酪氨酸激酶、絲氨酸/蘇氨酸激酶、酪氨酸磷酸酶和鳥苷酸環(huán)化酶的活性。多數(shù)受體在結(jié)合配體后二聚化并被激活，其中RTK、RPTP和GC－NPR形成同源二聚體，而RSTK、RTK中的EGF受體則形成異源二聚體，激活后的受體激酶可以使受體自身關鍵酶殘基磷酸化，也可以使二聚體中的另一個蛋白質(zhì)或下游蛋白質(zhì)磷酸化。與之相反，RPTP在與配體結(jié)合后可使胞質(zhì)蛋白去磷酸化而使酶活性受抑。配體結(jié)合NPR受體后可以將GTP轉(zhuǎn)換成cGMP。每一類型的酶活性受體又分為不同亞類，它們接受的信號主要來自臨近細胞和組織，以生長因子為主，屬于旁分泌信號或相鄰細胞信號，也有一些受體接受遠距離的信號。在動物細胞中這一類受體雖然所占的比例不大，卻發(fā)揮重要作用，在植物細胞中絲氨酸/蘇氨酸激酶受體激酶家族的成員大量擴增，相對于其他類型的受體占優(yōu)勢［1］。

一、酶活性受體

1．受體酪氨酸激酶(RTK):主要有5個受體亞家族:Eph－R、EGF－R、INS－R、FGF－R、PDGF－R及NGF－R。RTK的胞質(zhì)區(qū)可劃分為3個不同區(qū)段，第一區(qū)段緊鄰質(zhì)膜區(qū)的第41～50個氨基酸，其中有被PKA和其他絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶作用的位點，是RTK活性和功能的負調(diào)節(jié)部位，第二區(qū)段是酪氨酸蛋白激酶活性位點所在的催化區(qū)，第三區(qū)段位于羧基端尾部，主為親水性結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)酪氨酸激酶的活性，并具有自身磷酸化和被其他蛋白激酶磷酸化的酪氨酸殘基，是激酶活性重要的調(diào)節(jié)位置。配體與RTK結(jié)合后會引起RTK構(gòu)象變化，其二聚化并促使磷酸化發(fā)生，而在配體解離后RTK又恢復成無活性的單體形式。RTK的酪氨酸殘基磷酸化對激酶活性有正性調(diào)節(jié)作用，而絲氨酸/蘇氨酸殘基磷酸化對激酶活性有抑制作用。

RTK的靶蛋白含有SH2結(jié)構(gòu)域、多個蛋白質(zhì)元件如PTB結(jié)構(gòu)域、SH3結(jié)構(gòu)域等，以及不同的酶活性區(qū)［2］。靶蛋白的SH2結(jié)構(gòu)域與活化的RTK的磷酸化酪氨酸結(jié)合，PTB結(jié)構(gòu)域可以結(jié)合RTK的磷酸化或非磷酸化的酪氨酸區(qū)域，PH結(jié)構(gòu)域結(jié)合不同種類的磷脂酰肌醇，可導致其與質(zhì)膜相連，SH3結(jié)構(gòu)域和WW結(jié)構(gòu)域負責結(jié)合下游靶蛋白中富含脯氨酸的序列，PDZ結(jié)構(gòu)域結(jié)合下游靶蛋白C端的疏水酪氨酸殘基，F(xiàn)YVE結(jié)構(gòu)域特異結(jié)合磷脂酰肌醇－3－磷酸，酶活性區(qū)種類有蛋白激酶(Src、PKB)、蛋白磷酸酶(ShP2)、磷脂酶C和GTP酶(Ras－GAP或Rho－GRF)等。接頭蛋白(如Grb2或NCK)只含有SH2和SH3，并含有多個磷酸化酪氨酸位點，可作為各種信號蛋白的SH2結(jié)構(gòu)域提供錨定位點，可作為招募信號蛋白的平臺來幫助完成RTK的信號傳導，這些接頭蛋白的N端都有質(zhì)膜錨定區(qū)，多數(shù)通過PH結(jié)構(gòu)域，少數(shù)通過跨膜區(qū)或烷基化修飾與質(zhì)膜相連［1，2］。激活的RTK受體向細胞內(nèi)傳遞信息有兩種方式:蛋白磷酸化和蛋白－蛋白間相互作用。首先受體發(fā)生酪氨酸磷酸化，酪氨酸磷酸化后與接頭蛋白結(jié)合，如Grb2的SH2、SH3結(jié)構(gòu)域(Src同源結(jié)構(gòu)域2、3)。根據(jù)含有SH2、SH3區(qū)域的蛋白質(zhì)性質(zhì)，可以將它們分為兩類:一類蛋白質(zhì)具有某種酶的活性或功能，另一類則僅起連接作用。前者包括胞質(zhì)內(nèi)存在的酪氨酸激酶(Src，Abl，Ayk，Csk，JAK)、磷脂酶C(PLC)、Ras－GAP、磷酸酪氨酸蛋白等。c－Crk、Grb2、Nck是典型的起連接作用的第二類型SH2/SH3蛋白，還發(fā)現(xiàn)有些蛋白兼具有上述兩種作用，如PI3K的P85亞單位［3］。

由于RTK上有多個磷酸化的酪氨酸殘基，可以結(jié)合多種靶蛋白，可以啟動多個下游信號通路［2］: PI3K、Ras－MAPK、JAK－STAT、Cdc42－JNK、PLCγ等。RTK在細胞的生命過程中起到了核心調(diào)控作用，參與細胞增殖、細胞分化、細胞存活、細胞代謝、細胞遷移、細胞周期調(diào)控等過程。RTK的突變或活性異常與糖尿病、炎癥、嚴重骨疾患、動脈粥樣硬化、腫瘤形成(如婦科腫瘤中的乳腺癌、卵巢癌)、腫瘤轉(zhuǎn)移、血管新生、腫瘤預后及腫瘤對化療敏感性密切相關［1，4］。隨著對RTK認識的不斷深入，Engelman［5］認為，針對RTKs利用的共同信號通路，如PI3K通路設計的靶向藥物較單獨以RTK為靶向的治療藥物更為有效。

(1)RTK－PI3K－PKB/Akt途徑:PI3K是一種可以使肌醇環(huán)第3位羥基磷酸化的磷脂酰肌醇激酶; PKB是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，因與PKA、PKC家族有同源性而得名，又因是V－akt病毒癌基因而被稱為Akt。配體受體結(jié)合后→RTK磷酸化→PI3K的SH2結(jié)構(gòu)域與RTK磷酸化酪氨酸位點結(jié)合后PI3K激活→產(chǎn)生IP3→IP3結(jié)合PKB的PH區(qū)將其招募至質(zhì)膜→PKB催化區(qū)Thr308和調(diào)節(jié)區(qū)Ser473被PDK1等與質(zhì)膜相連的激酶磷酸化而激活→繼續(xù)磷酸化下游底物［其中包括在細胞生長中處于核心地位的效應蛋白雷帕霉素靶蛋白(mTOR)］，通過激活或抑制其下游靶蛋白如Bad、NF－κB、糖原合成酶激酶－3(GSK－3)、Forkhead相關轉(zhuǎn)錄因子(FKHR)、procaspase 9等，傳遞信息［6］。下游涉及葡萄糖吸收、細胞生長、細胞增殖、細胞周期進程、細胞凋亡、細胞遷移、細胞骨架重排等生理病理過程。該途徑可被多種信號分子激活，包括生長因子、炎癥介導因子、激素、神經(jīng)遞質(zhì)、免疫球蛋白、抗原等，激活該通路的受體主要有RTK、G蛋白偶聯(lián)受體。已知此通路異常與腫瘤形成、糖尿病發(fā)生密切相關。

(2)RTK－Ras－Raf－MAPK途徑:Grb2的SH2結(jié)構(gòu)域與RTK磷酸化酪氨酸位點結(jié)合→Grb2的SH3結(jié)構(gòu)域又結(jié)合鳥嘌呤交換因子(GEF)，在哺乳動物又稱Sos→GEF作用下Ras結(jié)合GTP成活性狀態(tài)→招募Raf到質(zhì)膜→Raf、MEK1/2、ERK1/2、RSK(核糖體S6激酶)的級聯(lián)磷酸化→部分ERK、RSK移位入核，使某些轉(zhuǎn)錄因子磷酸化，調(diào)節(jié)基因表達。在某些情況下，Grb2不能與RTK直接結(jié)合，而是通過一種Shc的接合蛋白與RTK間接結(jié)合，形成RTK－Grb2－Sos (或RTK－Shc－Grb2－Sos)復合體，最終在Sos的作用下，Ras的GDP被置換成GTP，進入活化狀態(tài)。而除RTK外，其他多種信號途徑可通過GEF激活Ras，Ras激活后又可激活多條信號傳導通路，形成復雜的信號網(wǎng)絡。Ras是目前所知最保守的一族癌基因產(chǎn)物，對細胞生長、增殖、發(fā)育、分化及癌腫起重要作用。有研究顯示Ras－Raf－ERK通路在子宮內(nèi)膜異位癥患者的原位內(nèi)膜中也成異?；罨?］。

(3)JAK－STAT途徑:JAK是一種胞質(zhì)中的酪氨酸蛋白激酶，它由7個JAK同源域組成，已發(fā)現(xiàn)JAK1，2，3和TYK2這4個成員。STAT是JAK的直接底物，此家族有7個成員，被JAK磷酸化后轉(zhuǎn)位入核，調(diào)節(jié)基因表達。JAK－STAT途徑主要發(fā)現(xiàn)于細胞因子受體介導的信號轉(zhuǎn)導，然而RTK也可介導此信號轉(zhuǎn)導途徑，具體如下:激活的RTK二聚體的磷酸化酪氨酸殘基與JAK或Src(一種接頭蛋白，有酪氨酸激酶活性)結(jié)合→JAK或Src被磷酸化→STAT的SH2結(jié)構(gòu)域與受體胞質(zhì)區(qū)已被磷酸化的酪氨酸殘基結(jié)合→STAT被磷酸化→磷酸化后的STAT與受體分離，形成活性的同源或異源二聚體→二聚化的STAT形成夾鉗結(jié)構(gòu)，SH2區(qū)C端的磷酸化酪氨酸相互作用形成夾鉗的鉸鏈→移位入核→識別并結(jié)合具回文結(jié)構(gòu)的DNA序列→啟動下游基因表達，靶基因有c－Myc、Fas、Bcl－XL等。

有報道PDGF可直接誘導STAT因子和下游基因的表達而無需Src激活。已知JAK－STAT通路可介導免疫細胞應答，尤其是STAT5在調(diào)節(jié)肥大細胞的增生、穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮重要的作用，進而影響過敏性疾病、哮喘的發(fā)生，因而進一步的研究可為發(fā)展靶向治療提供理論基礎［8］。免疫組化研究證實JAK－STAT通路與PI3K通路存在交聯(lián)［9，10］。

2．RSTK(受體絲氨酸/蘇氨酸激酶):在后生動物中其配體僅限于轉(zhuǎn)化生長因子(TGF－β)。受體激活后作用于靶蛋白Smad，Smad結(jié)構(gòu)含DNA結(jié)合域MH1，功能區(qū)MH2及連接區(qū)，其中連接區(qū)可被ERK磷酸化，是Smad的負結(jié)合區(qū)。Smad分屬3類:①膜受體激活的Smad:含Smad1、2、3、5、8;②通用的Smad:Smad4，其C端無磷酸化位點，不與受體相互作用;③抑制因子:Smad6，7:C端缺乏磷酸化位點，可與受體結(jié)合，但不被磷酸化和被釋放，與受體結(jié)合后即阻止第一類Smad與受體結(jié)合。RSTK介導的信號通路在生物整體及各器官發(fā)育過程中起重要作用，并可調(diào)節(jié)細胞的增殖、分化、黏附、移行及凋亡。經(jīng)典通路的具體過程如下:TGF－β受體與TGF－β結(jié)合→受體異二聚化→招募靶蛋白Smad并將其末端絲氨酸磷酸化(TGF－β或Activin招募Smad2/3;BMP招募Smad1/5/8)→誘導各自的Smad及通用型Smad——Smad4結(jié)合，形成異源二聚體→轉(zhuǎn)位入核→入核后Smad復合體與特異靶DNA結(jié)合蛋白相互作用，維持轉(zhuǎn)錄反應的特異性，調(diào)節(jié)特異性靶基因的活化;作為應答，核內(nèi)的Smad6和Smad泛素化調(diào)節(jié)因子被輸出至胞質(zhì)，結(jié)合TGF－β受體并抑制TGF－β進一步的信號效應以及促進TGF－β受體的降解［11］。此外，TGF－β還可通過非經(jīng)典通路發(fā)揮作用，如TGF－β受體與IL1R－TRAF6－TAK1相互作用，進而激活JNK、P38等下游分子;TGF－β受體還可通過未知步驟聯(lián)系Cdc42/Rac1－PAK2、Rho－Rock1等信號分子，行使生物效應。

生長抑制是TGF－β特有的性質(zhì)，抑制大多數(shù)細胞增殖，在臨床前及臨床試驗中，以此通路為靶向的抑制劑在治療肺癌、乳腺癌、腎臟纖維化、腎癌、膠質(zhì)瘤等疾病中有效，而它所表現(xiàn)出來的功能取決于細胞類型［12～14］:邢建民等［15］發(fā)現(xiàn)，TGF－β1能夠促進軟骨細胞有絲分裂及增殖，提高基質(zhì)中Ⅱ型膠原的含量，且抑制IL－1、IL－6、NO等多種炎性介質(zhì)的生物學活性，進而抑制構(gòu)建的兔膝骨關節(jié)炎模型的軟骨細胞凋亡;Cacheaux等［16］研究報道，TGF－β信號通路的激活可引起癲癇活動;在心血管系統(tǒng)，TGF－β超家族可能通過刺激產(chǎn)生活性氧物質(zhì)、降低谷胱甘肽水平參與纖維化進展，而另一方面又有報道提示其減少炎癥，增加斑塊穩(wěn)定性，減少脂質(zhì)沉積而發(fā)揮心血管保護作用，這些都說明其介導信號通路的多效性，需要進一步研究探索。

3．GC－NPR(鳥苷酸環(huán)化酶－鈉尿激素肽受體):此類受體包含NPR－A，NPR－B，NPR－C 3種類型。NPR－A和NPR－B的胞質(zhì)域含激酶同源結(jié)構(gòu)域、二聚化結(jié)構(gòu)域、鳥苷酸環(huán)化酶結(jié)構(gòu)域，與配體結(jié)合后，受體的激酶同源域有位點被磷酸化，受體同源二聚化→結(jié)合配體，引發(fā)構(gòu)型變化，釋放對鳥苷酸環(huán)化酶結(jié)構(gòu)域的抑制→鳥苷酸環(huán)化酶二聚化，產(chǎn)生兩分子cGMP→cGMP作為第二信使發(fā)揮一系列效應。早先認為NPR－C乏胞質(zhì)域，不能向下傳遞信號，但目前認為NPR－C是ANP、BNP、CNP的清除受體，并且可以通過Gi蛋白家族參與信號傳遞。

其配體為鈉尿肽(natriuretic peptides，NPs)，在脊椎動物中，NP有6種亞型:ANP、BNP、CNP、DNP、VNP及腎型鈉尿擴張肽。主要參與維持血壓、血容量及水鹽平衡，近年研究發(fā)現(xiàn)其生理功能除涉及心血管系統(tǒng)外，還涉及泌尿系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、消化系統(tǒng)。ANP主要來源于心房，可以與NPR－A，NPR－C結(jié)合，是目前已知最強的利尿利鈉劑，近來研究認為ANP對心肌、腎臟有抗氧化作用，此外，Toshio Nishikimi等認為，ANP通過NPR－A/cGMP/PKG及NPR－C/Gi/cAMP兩條通路調(diào)節(jié)脂肪分解;BNP主要在心室中合成，與NPR－A結(jié)合，是公認的診斷心力衰竭等疾病最重要的生化指標;CNP主要由中樞神經(jīng)系統(tǒng)和血管分泌，主要與NPR－B結(jié)合，作為一種神經(jīng)遞質(zhì)發(fā)揮作用，研究表明它可擴張血管、抑制平滑肌細胞增殖、抑制炎癥反應、減少動脈硬化斑塊的形成、抑制心房機械活動，還有報道顯示與CNP結(jié)合的NPR類型隨著年齡增長發(fā)生轉(zhuǎn)變，由與NPR－B結(jié)合轉(zhuǎn)變?yōu)榕cNPR－C結(jié)合。

NPs在生物學結(jié)構(gòu)上的差異及對受體親和力的不同是其不同生物學效應的基礎，在今后的研究中將從以下幾方面進一步探索:NPs的生物學特點及其病理生理作用機制;加強對DNP、VNP及腎型鈉尿擴張肽的深層次研究;利用NPs的生物學效應，準確定位鈉尿肽成員強勢作用的不同基因，利用基因克隆重組技術合成新型鈉尿肽，應用于臨床治療。

4．RPTP(受體樣蛋白酪氨酸磷酸酶):RPTP胞內(nèi)大多含兩個串聯(lián)催化域，相對保守，其中半胱氨酸對磷酸酶活性是關鍵的，胞外區(qū)結(jié)構(gòu)域多變，并根據(jù)胞外區(qū)可將RPTP分為8個亞家族。其在細胞黏附、調(diào)節(jié)細胞骨架、細胞運動、離子通道、免疫應答、細胞生長、分化、胚胎發(fā)育等過程中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用。RPTP作用是使磷酸化的酪氨酸殘基去磷酸化，與蛋白酪氨酸激酶一起，實現(xiàn)蛋白的磷酸化及去磷酸化修飾，共同調(diào)節(jié)蛋白活性。RPTP催化域的磷酸化狀態(tài)、活性位點半胱氨酸氧化狀態(tài)、受體二聚化狀態(tài)和配體誘導都可以調(diào)節(jié)RPTP的活性。RPTP種類較多，功能也很復雜，對所調(diào)控的信號途徑有抑制或增強作用。近年來的研究發(fā)現(xiàn)RPTP的作用并不僅僅是簡單的去磷酸化作用，還參與多種信號通路調(diào)節(jié)，在糖尿病、惡性腫瘤、免疫性疾病中均存在異常。

已有實驗發(fā)現(xiàn)，多種RPTP的表達降低，都能夠增加小鼠對胰島素的敏感性，如在LAR－PTPs缺陷大鼠的研究中發(fā)現(xiàn)，空腹時大鼠體內(nèi)胰島素敏感性增高。但在血糖鉗的研究中則發(fā)現(xiàn)LAR－PTPs缺陷大鼠表現(xiàn)為胰島素抵抗，這表明LAR－PTPs在胰島素信號轉(zhuǎn)導中起到可以正性調(diào)節(jié)或負性調(diào)節(jié)的作用，主要和LAR－PTPs是否分布在特異性組織上有關，具體的機制需要還進一步的研究來闡明。大多數(shù)RPTP對細胞有抑制轉(zhuǎn)化，抑制腫瘤的能力，在多種腫瘤中存在突變或缺失，如編碼RPTPδ的PTPRD基因在肺腺癌、成神經(jīng)細胞瘤、胰腺癌、成多形性膠質(zhì)細胞瘤、皮膚鱗狀細胞癌中缺失，而少數(shù)有促進轉(zhuǎn)化的能力，如RPTPα、RPTPε具有激活Src，使細胞發(fā)生轉(zhuǎn)化的功能，RPTPα在晚期結(jié)腸癌、肺癌中過表達，RPTPε在乳腺癌中過表達。此外，新近研究表明，PTPRV可能通過成骨細胞中的胰島素信號通路實現(xiàn)調(diào)控骨鈣素(osteocalcin)的表達，進而實現(xiàn)對機體能量代謝的調(diào)控。RPTP的研究雖取得了很多進展，但還有很多問題尚待進一步研究，如RPTP的天然底物的鑒定、RPTP胞外結(jié)構(gòu)與功能、作為腫瘤藥物治療靶點的可行性及研制高選擇性PTP抑制劑等都將是未來研究的關注點。

二、MAPK級聯(lián)磷酸化系統(tǒng)

多種應激源(如滲透壓、活性氧、病原產(chǎn)物、機械刺激等)的信號傳遞都利用了MAPK級聯(lián)磷酸化反應，多種信號轉(zhuǎn)導途徑都與MAPK途徑相互關聯(lián)、相互作用，上述多種受體的下游信號也可由MAPK磷酸化級聯(lián)系統(tǒng)介導，故下面總結(jié)一下此關鍵系統(tǒng)的相關基礎研究。MAPK級聯(lián)磷酸化系統(tǒng)屬于蛋白絲氨酸/蘇氨酸激酶類，這個功能單位通常由3種激酶組成，它們建立了一系列的激酶級聯(lián)反應，最終磷酸化大量蛋白質(zhì)，包括轉(zhuǎn)錄因子、細胞骨架蛋白、激酶和其他酶類，參與細胞生長、發(fā)育及細胞間的功能同步等多種生理過程，并在細胞凋亡、惡性轉(zhuǎn)化、輻射應答、代謝性疾病如肥胖、糖尿病等病理過程中發(fā)揮重要作用。在哺乳動物中幾乎所有生長因子和細胞因子都可以激活改路徑，并啟動早期基因的表達。MAPK超家族至少存在11個成員，分為5組:

(1)ERK(ERK1和ERK2):廣泛存在于各種組織細胞，參與細胞增殖、細胞周期與分化調(diào)控。多種生長因子受體、營養(yǎng)相關因子受體等都需要ERK活化來完成信號傳導過程。

(2)C－JunN端激酶(JNK1，2，3)/應激激活的蛋白激酶(SAPK):JNK家族是細胞對各種應激原誘導的信號傳導的關鍵分子，參與細胞對射線輻射、滲透壓、溫度變化等應激反應?；罨腏NK可使轉(zhuǎn)錄因子C－Jun的絲氨酸位點磷酸化，從而提高轉(zhuǎn)錄活性。JNK還能激活c－myc、p53，也與多個系統(tǒng)的促凋亡作用有關。一些細胞因子如TGF－β也可以通過JNK發(fā)揮作用。

(3)P38(P38α、β、γ、δ):其底物有磷脂酶A2，cAMP應答元件結(jié)合蛋白(CREB)，CHOP等。此家族主要參與紫外線輻射、炎癥細胞因子、凋亡相關受體(Fas)等信號轉(zhuǎn)導，還有研究證明其可以調(diào)節(jié)細胞微管功能。它在炎癥信號轉(zhuǎn)導中的重要作用使其成為抗炎藥物作用靶點，如有研究證實抑制P38可減輕心臟和大腦的缺血再灌注損傷，腹腔內(nèi)注入P38抑制劑可減輕胰腺炎誘發(fā)的ARDS肺損傷;應用特異性P38抑制劑可以抑制子宮內(nèi)膜異位癥的進展。

(4)ERK5/BMK1:ERK5的分子質(zhì)量高達90kDa，又被稱為大MAPK途徑。ERK5/BMK1可被多種促細胞增殖物質(zhì)和細胞應激所調(diào)節(jié)。已發(fā)現(xiàn)ERK5的上游活化物被MEK5磷酸化激活，參與細胞增殖、細胞周期、血管生成等的調(diào)節(jié)。有研究表明MEK5和ERK5還可協(xié)同Raf效應分子MEK1/2和ERK1/2促進細胞集落的形成，轉(zhuǎn)錄因子NF－κB和p90核糖體S6激酶似乎參與了MEK5－ERK5依賴的細胞集落的形成，并且是ERK5和ERK1/2信號的匯合點。

(5)ERK8:由8號染色體q24．3上的基因編碼，是一種脯氨酸指向的蛋白激酶，可能是一種腫瘤抑制因子。Angela L．等研究發(fā)現(xiàn)了ERK8的兩大重要功能結(jié)構(gòu)域:位于激酶結(jié)構(gòu)域內(nèi)的PIP盒和位于C端、調(diào)節(jié)ERK8與染色質(zhì)結(jié)合的PXXXP模序。Mark K等發(fā)現(xiàn)Src可能作為ERK8的上游分子。ERK8對于細胞內(nèi)增殖細胞核抗原(PCNA)的正常水平是必要的，ERK8通過抑制HDM2介導的增殖細胞核抗原(PCNA)降解實現(xiàn)對基因組穩(wěn)定性的調(diào)控。MAPK家族總結(jié)如下圖所示［3］。

圖1 MAPK家族

MAPK被激活后由細胞質(zhì)轉(zhuǎn)移至細胞核內(nèi)，使一些轉(zhuǎn)錄因子、一些其他的酶發(fā)生磷酸化，參與細胞增殖、分化、凋亡、應激應答等過程的調(diào)控，是多種信號轉(zhuǎn)導途徑的共同作用部位。MAPK級聯(lián)磷酸化系統(tǒng)的特異性可以在幾個水平上進行調(diào)節(jié):①激酶－激酶及激酶－底物間相互作用的特異性;②由支架蛋白將一條級聯(lián)通路上的激酶集結(jié)在細胞的某一個區(qū)域;③由MAPK自身抑制各通路間的交談/信號輸出。MAPK級聯(lián)信號的衰減主要是通過蛋白磷酸酶將其去磷酸化來實現(xiàn)。

然而，上述信號轉(zhuǎn)導通路并非孤立存在，它們在多水平上相互交織(cross－talk)，構(gòu)成極為復雜的細胞信號網(wǎng)絡(signal network)，MAPK在細胞信號轉(zhuǎn)導網(wǎng)絡中處于樞紐地位。外界刺激通過這種網(wǎng)絡的整合作用，能專一性的調(diào)節(jié)特定基因的表達，實現(xiàn)細胞內(nèi)的精密調(diào)節(jié)。比如G蛋白偶聯(lián)受體也可以激活MAPK級聯(lián)系統(tǒng);ERKs也可以激活JNK，實現(xiàn)MAPK級聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)ERK/JNK的交聯(lián);Smad與Ras/MAPK途徑可相互關聯(lián);JAK－STAT途徑與Ras途徑間也存在相互關聯(lián)。

信號傳導系統(tǒng)不僅發(fā)揮生理學上的重要作用，在病理學方面也占據(jù)重要地位。信號通路過度激活或信號通路功能障礙均可導致疾病發(fā)生，如在腫瘤中常有促增殖信號過強，又有抑增殖信號過弱;多種病原體通過細胞表面的受體進入組織細胞，并通過干擾細胞的信號系統(tǒng)而致病;機體對炎癥反應的調(diào)節(jié)失控，會導致全身炎癥反應綜合征這樣的嚴重后果。目前信號傳導異常與疾病的關聯(lián)是生命科學研究的熱點和重點。這方面的研究將極大推動對疾病機制的研究進展。對這些疾病的發(fā)病機制的研究就是要找出信號通路中的異常點及失控點，以及與這些相關的信號傳導蛋白或其他信號分子，闡明這些蛋白質(zhì)的氨基酸順序，在此基礎上設計高效、低毒的靶向藥物和發(fā)展新療法，為疾病的診斷、預防、治療提供可靠依據(jù)，并最終徹底治療這些疾病。

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(收稿:2011－12－15)

(修回:2012－01－05)

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張鈴，電子信箱:forevercinyang@163．com