Notch信號傳導通路

Notch信號傳導通路是決定細胞命運的最重要的通路之一。Notch通路比較復雜,主要由四部分組成:Notch受體、Notch配體、CSLDNA結合蛋白、下游靶基因。其中任何一個因素改變都會對Notch信號通路傳遞產生影響。

Notch受體和配體都是細胞表面的單跨膜蛋白。哺乳動物有四種不同的Notch受體,分別是Notch1、Notch2、Notch3和Notch4。人體有5種Notch配體,分別是Jagged 1、Jagged 2、Delta 1、Delta 3和Delta 4。

相鄰細胞間通過Notch配體與受體相互作用來調控細胞分化、增殖和凋亡。Notch配體與受體結合后觸發Notch信號的活化,引發2次蛋白水解反應,生成有活性的NOTCH片段(NOTCH-ICD)?;钚云芜M進一步轉移到細胞核,結合效應蛋白和轉錄激活蛋白,調控蛋白表達。Notch信號調節機體正常發育的一些關鍵步驟,所以,該通路的某些分子發生突變,或者其下游事件發生改變,都會導致惡性腫瘤的發生。

Notch信號傳導通路廣泛參與了惡性腫瘤的發生發展。Notch信號傳導通路發揮致癌作用,導致細胞在增殖、細胞周期抑制、分化、和凋亡的過程失調和失控,造成了細胞的轉化及惡性化,最終導致了惡性腫瘤的發生。

1.Notch信號傳導通路中的某些分子的DNA突變與惡性腫瘤的發生發展有著 廣泛而密切的關系。

Notch 信號在許多癌癥中失調,缺陷陷信號與許多疾病有關,包括 T-ALL (T 細胞急性淋巴性白血病) ,CADASIL (腦常染色體顯性動脈病伴皮質下梗死和白質腦病) ,多發性硬化癥(MS) ,法樂氏四聯癥,阿拉吉歐綜合癥和許多其他疾病狀態。

Notch受體及配體在多種惡性腫瘤細胞中均有大量表達。研究發現,幾乎所有的人類急性T淋巴細胞白血病(T-ALL)都高表達Notch 1或者Notch 3。最新的研究表明,大部分T-ALL患者體內都存在Notch 1的活性突變。近年來,有大量研究證實Notch 1和Notch 2可在非小細胞肺癌(NSCLC)中高度表達。除了對NSCLC細胞的增殖具有高度的促進作用,Notch信號傳導通路還可以介導NSCLC通過循環系統和淋巴系統轉移到人體的其他部位。

在神經膠質細胞瘤中,發現Notch 1以及Notch配體Delta 1和Jagged 1高度表達。在腎臟細胞癌中,發現Notch 3大量表達。在早期食管癌中發現功能喪失性Notch 1突變;而晚期T細胞白血病和B細胞淋巴瘤發現功能獲得性Notch 1突變。

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被描述為相互作用的 Notch1-DLL4復合物的晶體結構被預測發生在兩個細胞之間(PDB ID: 4XLW

2.Notch信號失調也可導致惡性腫瘤發生。

對胰腺癌病人的研究表明,Notch信號傳導系統可活化且Notch受體和配體的大幅度上調。另外,Notch也可以作為致癌基因Ras的幫兇促進上皮細胞癌的發生發展。

EB病毒可以產生一種名為EB核抗原2(EBNA2)的蛋白質,該蛋白質可以模擬胞內域(intracellular Notch,ICN),進入細胞核,在相關輔助因子的參與下,與CSL蛋白相結合并使之活化,激活下游的靶基因的轉錄,誘發惡性腫瘤。

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Enhancer remodeling promotes tumor-initiating activity in NRF2-activated non-small cell lung cancers | Nature Communications

補充:其他的信號通路

十二大信號通路概述

MAPK信號通路 Notch信號通路

PI3K/ALK信號通路 Hippo信號通路

RTK相關信號通路 Hedgehog信號通路

TGF-β超家族信號通路 核受體相關通路(激素類)

Wnt信號通路 JAK/STAT信號通路

NF-kB信號通路 AMPK信號通路

命名規則:

1)以配體命名:TGF-β、Wnt、Hedgehog;

2)受體命名:RTK、Notch、核受體相關通路(激素類);

3)關鍵元件:MAPK、NF-kB、Hippo、JAK/STAT、AMPK;

4)信號首尾:PI3K/ALK、NF-kB;

信號傳導方式:磷酸化、泛素化、蛋白剪切

磷酸化:MAPK、PI3K/ALK、RTK、TGF-β、Hippo、JAK/STAT、AMPK;

磷酸化+泛素化:Wnt、NF-kB;

蛋白剪切:Notch;

十二大信號通路絕大多數依賴受體和配體結合,進行信號傳導,但Hippo信號通路中缺乏明確的受體和配體,而核受體相關通路中的IIb孤兒受體,它的配體不明確或者無配體,這就導致了Hippo通路獨特的不依賴配體和受體的信號通路;也存在即擔任受體又是激酶的角色,如RTK。對于大部分通路,配體通常存在細胞質中,受體存在細胞膜上,但是注意的是Notch信號通路的配體則位于與受體不同的另一個細胞的細胞膜上,核受體相關通路中,該受體卻不在細胞膜上;在信號通路傳導過程中,主要通過級聯放大,這樣優點就是高效。另外,通過對下游的轉錄因子激活,起到作用,但是值得注意的是,Hippo信號通路活化狀態是導致轉錄因子失活,這一點和其他信號通路不一樣。很多通路在機體內是廣泛的表達,而Hedgehog卻通常不在哺乳動物成體中活化,只在胚胎發育、纖毛運動以及腫瘤發生中活化。

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