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信号转导的生物学效应
作者:郑仲承 来源:《生命的化学》 时间:2005-11-20

    (二) 通过生长因子诱导细胞内的反应

        生长因子的代表是血小板源的生长因子(PDNF)。它作用于G0期的Swiss3T3成纤维细胞时可以使它处于早期活化状态。PDNF与其靶细胞膜上的受体结合后,在几分钟到30分钟之内就诱导出初期反应。在这个过程中发生了如下事件:A,伴随受体的二聚化,它自身具有的酪氨酸激酶活性被激活,并使得受体自身磷酸化;B,磷脂酶C被激活,它将肌醇磷酸酯水解,其产物二脂酰甘油和肌醇三磷酸(IP3)游离出来;C,二脂酰甘油(DAG)将PKC激活,加速了有关蛋白质的磷酸化;D,细胞内离子浓度发生变化,在IP3作用下钙离子由细胞内的贮存部位释放入细胞质。钠离子由细胞外流入,同时氢离子排出细胞,细胞内碱性增加,pH由7.0~7.1增加到 7.5~7.6。细胞内钠离子浓度上升的结果是激活了钾离子/钠离子泵,即ATPase,使细胞内钾离子浓度上升;E,花生四烯酸,一种不饱和脂肪酸的游离。它可能是在磷脂酶A2活性作用下,由二脂酰甘油代谢产生。花生四烯酸在细胞内代谢为前列腺素等。前列腺素E1释放出细胞后与细胞膜上的专一受体结合,使细胞内cAMP浓度上述;F,促进c-fos和c-jun基因的转录。这种激活是在刺激后30分钟内一过性地发生的,在刺激后1-2小时就恢复到原来的水平。可能蛋白质合成不那么顺利,激酶又将钙离子、二脂酰甘油和cAMP等第二信使激活,转录因子被磷酸化而使转录增加,所有这一切就使得刺激后1-2小时内c-myc的mRNA的含量一过性地大大增加。

        通过细胞内信号转导网络最终激活S期的通路是很多的,这也是促使细胞增殖的必要过程,看来,只靠一条或者少数通路是不够的,需要多方面过程的相互配合才行。其中,DAG在信号转导调节细胞增殖中的作用引人注目。DAG是一个与膜结合的第二信使,它激活PKC。PKC则在生长因子刺激转位到细胞核内,并将许多核内的靶分子,如核层连蛋白等磷酸化。近来发现,PKC不仅可以被DAG激活,而它本身也有调节细胞核内DAG含量的功能。即它可以抑制DAG激酶ζ(DGK-ζ)。而DGK-ζ的作用是减少细胞核内DAG的含量,其作用机制是将DAG磷酸化,磷酸化的DAG就被逐出细胞核。所以,PKC起着正反馈调节作用。

        细胞核内的DAG与细胞周期之间的直接联系在哪里呢?用EGF刺激细胞的实验表明,在EGF刺激下,PKC介导的抑制DGK-ζ作用使DAG含量增加,细胞容易进入G2/M期。而细胞内DGK-ζ含量增加时,细胞核内DAG含量大大减少,使得细胞倍增的时间明显延长,即细胞滞留在G0/G1期。这些结果说明。DAG作为信号转导通路中的第二信使,通过作用于PKC,对细胞增殖有直接的调节作用。但是,又发现,除了PKC外,调节DAG含量的机制有多个。例如,在胰岛素样生长因子-1(IGF-1)刺激细胞时,细胞内信号转导通路中被激活的不是PKC,而是磷酸肌醇酯酶C,它也可以调节DAG的含量。所以,DAG可以由多个信号转导通路产生,它们被分别贮存在细胞核内的DAG库中。这些来源不同的DAG可能有不同的结构。在细胞周期的不同阶段和不同作用点上,来自不同贮存库的DAG相互协同地起作用,激活PKC,调节细胞的增殖。可见,细胞增殖的信号转导通路调节是错综复杂的过程。

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