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01|信号通路系列开篇|什么是信号通路?定义、核心检测指标与mTOR机制 | abinScience

发表时间:2025-12-29

1. 定义

信号通路(signaling pathway)是细胞将外界或内部刺激,通过一系列分子事件(受体激活、信号传递、转录因子调控等)转化为功能性输出(如基因表达、代谢变化、细胞命运决策)的过程。

研究重点:关注 信号接收 → 信号传导 → 功能输出 三个环节,并考虑反馈与通路间的交叉调控。
信号通路基本框架示意图
图1. 信号通路的基本框架示意图(图源:Frontiers Review, 2021)

 

2. 组成要素

2.1 受体(Receptors)

膜受体如 RTKs、GPCRs;核受体如 ER、AR。

2.2 中继分子(Transducers)

小GTP酶(Ras、Rho)、第二信使(cAMP、Ca2?)、激酶模块(MAPK、PI3K/AKT、mTORC1/2)。

2.3 效应分子(Effectors)

转录因子(STAT、NF-κB、FOXO)、代谢酶、自噬相关蛋白。

2.4 反馈与交叉

存在负反馈(如 S6K1 抑制 IRS1)和通路交叉(如 AMPK 抑制 mTORC1)。

3. 上下游关系

上游:配体、受体及早期激活节点(RTKs→PI3K)。
中继:关键信号枢纽(AKT、mTORC1/2、MAPK)。
下游:效应输出(S6K1、4E-BP1、转录因子)。

 

4. 主流研究的信号通路指标

通路 常用检测指标(磷酸化位点/读出) 研究意义
PI3K/AKT/mTOR p-AKT (Ser473/Thr308), p-S6K1 (Thr389), p-4E-BP1 (Ser65) 细胞生长、代谢、存活调控;肿瘤与代谢疾病核心靶点
MAPK/ERK p-ERK1/2 (Thr202/Tyr204), p-MEK1/2 细胞增殖与分化,常见于癌症与发育研究
JAK/STAT p-STAT1 (Tyr701), p-STAT3 (Tyr705) 细胞因子信号、免疫调控
NF-κB p-IκBα, p-p65 核转位 炎症、免疫、肿瘤微环境
Wnt/β-catenin β-catenin 核转位 干细胞维持、发育与肿瘤
Hippo/YAP p-YAP (Ser127), YAP/TAZ 核定位 组织大小控制、肿瘤发生

 

5. mTOR 通路示意图

mTOR 通路上下游机制图
图2. mTOR 通路上下游机制(图源:IJMS Review, 2020)

 

6. 实验读出

  • 磷酸化特异性抗体(p-AKT、p-ERK、p-S6K1)。
  • 转录因子核转位检测。
  • 转录报告基因系统。

 

7. 应用与意义

信号通路异常与肿瘤、免疫疾病、代谢病密切相关;靶向药物如 mTOR 抑制剂、JAK 抑制剂已进入临床。科研中,常借助抗体、流式、WB 等手段追踪通路状态。

下一篇将聚焦 mTOR 通路——细胞的营养感应核心。
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