背景简介
信号通路（Signal Pathway）是细胞感知并响应外部刺激的生物化学过程。当细胞需要响应特定的环境变化时，会接收来自细胞外的信号，这些信号随后被传递至细胞内部，引导细胞产生相应的反应。
信号通路具体指的是一系列由酶催化的反应，它们负责将细胞外的信号分子（如激素、生长因子、细胞因子、神经递质以及其他小分子化合物，统称为配体，Ligand）传递至细胞内，并触发细胞内的效应。这些信号分子在细胞膜上与特定受体结合，激活细胞内的信号传递机制，从而引发细胞的特定生物学反应。信号通路的发现和理解对于生物学和医学研究具有重要意义，因为它们在细胞通讯和细胞行为调节中扮演着核心角色。
构成要素
1.配体（Ligand）
这些是能够与细胞表面的受体或细胞内的受体结合的分子，包括激素、局部介质（如生长因子、一氧化氮NO）、神经递质以及其他小分子化合物等。配体与受体的结合是信号传递过程的起点。
2.受体（Receptor）
受体是能够识别并结合配体的分子，它们根据所在位置分为两大类：
1）细胞内受体：识别小的脂溶性分子信号，如某些激素，它们通常位于细胞基质或核基质中。
2）细胞表面受体：识别和结合亲水性分子，根据信号转导机制和受体蛋白类型，可进一步细分为：离子通道偶联受体（如NMDA（N-methyl-D-aspartic acid receptor）受体）、G蛋白偶联受体（如大多数神经递质受体）以及酶连受体（如受体酪氨酸激酶）。
3.蛋白激酶（Kinase）
这类酶负责将磷酸团从ATP转移到特定蛋白质的氨基酸残基上，从而激活或抑制这些蛋白质的功能。蛋白激酶在信号通路中起到放大信号和调控下游效应分子的作用。
4.转录因子（Transcription Factors）
这些是能够调节基因转录的蛋白质。在信号传递的最终阶段，许多细胞反应涉及到基因表达的改变，转录因子作为信号通路的效应器，负责将信号传递到基因表达层面。
5.信号传递过程中的三个主要信使
第一信使（配体）：这是信号传递过程的起始分子，如激素、神经递质、生长因子等。它们与细胞表面或细胞内的受体结合，触发细胞的响应。
第二信使：当第一信使与受体结合后，会激活胞内的信号分子，这些分子被称为第二信使。它们是小分子物质，如环磷腺苷酸（cAMP）、环磷鸟苷酸（cGMP）、钙离子（Ca²⁺）等，负责将信号从细胞外传递到细胞内，并激活下游的信号分子，如蛋白激酶。
第三信使（转录因子）：在信号传递的最后阶段，第二信使激活的蛋白激酶会进一步磷酸化转录因子，这些转录因子随后会移动到细胞核中，与特定的DNA序列结合，调节目标基因的表达。因此，转录因子有时被称为第三信使，因为它们直接参与了基因表达的调控。
常见的信号通路
1.NF-κB signaling pathway
NF-κB（核因子κB）信号通路是细胞内一个关键的调控网络，对维持细胞稳态和调控免疫反应至关重要。
NF-κB 的调控失常与癌症、炎症和自身免疫病、感染性休克、病毒感染以及免疫发育异常有关。
2.PI3K/Akt signaling pathway
PI3K-Akt（也称为PKB）信号通路是细胞内一条关键的信号传导途径，它在多种生物学过程中起着至关重要的作用，包括细胞的生长、增殖、代谢和生存。这条信号通路的激活通常起始于受体酪氨酸激酶（Receptor Tyrosine Kinases, RTKs）和细胞因子受体的活化。
3.MAPK signaling pathway
MAPK（丝裂原活化蛋白激酶）信号通路是细胞内一条关键的信号传递途径，它在调控细胞的生长、分化、应激反应以及细胞死亡等多种生物学过程中起着至关重要的作用。
MAPK主要有四个亚家族，它们参与不同的信号转导通路，并执行不同的生物学功能：
a.ERK（细胞外信号调节激酶）：主要调控细胞的生长和分化。
b.p38 MAPK：在细胞应激反应，如炎症和细胞凋亡中发挥作用。
c.JNK（c-Jun氨基末端激酶）：同样在应激反应，特别是与炎症和细胞凋亡相关的过程中起作用。
d.ERK5：相对较新发现的MAPK亚家族成员，其功能仍在研究中，但已知它参与细胞的生长、分化和应激反应。
4.JAK/STAT signaling pathway
JAK/STAT信号通路是细胞内一条重要的信号传导途径，它在调控免疫应答、细胞生长、分化和凋亡等多种生物学过程中发挥着关键作用。
JAK/STAT信号通路的三个主要组成部分包括：
酪氨酸激酶相关受体：它们是信号的接收者，能够识别并结合特定的细胞外信号分子。
酪氨酸激酶JAK：作为信号的传递者，JAK激酶负责对STAT蛋白进行磷酸化，从而激活STAT。
转录因子STAT：作为信号的效应器，磷酸化的STAT蛋白负责调控基因表达，产生生物学效应。
5.TGFβ/SMAD signaling pathway
TGFβ/SMAD信号通路是细胞内一条关键的信号传导途径，它在调控细胞的生长、分化、迁移和凋亡等多种生物学过程中发挥着重要作用。
6.Wnt/β-catenin signaling pathway
Wnt/β-catenin信号通路，也称为经典Wnt信号通路，是细胞信号传导中的关键途径之一，对胚胎发育、组织再生、细胞命运决定等过程具有深远影响。除了经典Wnt/β-catenin通路外，还存在不依赖于β-catenin的非经典Wnt信号通路，如Wnt/PCP（planar cell polarity）通路和Wnt-Ca2+通路，它们在细胞极性、迁移和信号传导中发挥作用。
7.Notch signaling pathway
Notch信号通路是一种保守的细胞间通信机制，它在多细胞生物的发育和组织稳态中扮演着核心角色。
Notch 蛋白横穿过细胞膜，部分在细胞内而部分在细胞外。配体蛋白结合到胞外域后诱导蛋白切断并释放胞内域，胞内域进而进入细胞膜并调控基因表达。
Notch 信号通路提升了神经增殖过程中的增殖信号，而其活性被 Numb 所抑制，以促进神经分化。他在胚胎发育中起到重要的调控作用。
8.Hedgehog signaling pathway
Hedgehog（Hh）信号通路是一种在动物发育中起着核心作用的保守信号传导途径，它影响细胞的增殖、分化和组织的形态发生。
Hh 信号传递受靶细胞膜上两种受体 Patched (Ptc) 和 Smoothened (Smo) 的控制。受体 Ptc 由肿瘤抑制基因 Patched 编码，是由 12 个跨膜区的单一肽链构成，能与配体直接结合，对 Hh 信号起负调控作用。
受体 Smo 由原癌基因 Smothened 编码，与 G 蛋白偶联受体同源，由 7 个跨膜区的单一肽链构成，N 端位于细胞外，C 端位于细胞内，跨膜区氨基酸序列高度保守，C 末端的丝氨酸与苏氨酸残基为磷酸化部位，蛋白激酶催化时结合磷酸基团。该蛋白家族成员只有当维持全长时才有转录启动子的功能，启动下游靶基因的转录。
这些信号通路在细胞的生理和病理过程中扮演着重要角色，研究它们的机制有助于理解许多疾病的发生发展，为新药开发、疾病机制研究提供重要依据。
信号通路研究载体工具
在信号通路研究中，质粒是一种广泛应用的重要工具，常用于基因的过表达或沉默、信号通路的激活或抑制等实验，以探究特定信号通路的功能和调控机制。
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基于萤光素酶报告基因技术研究细胞信号通路的原理
针对所研究的细胞信号通路，将对应转录因子的应答元件以多个串联重复的形式克隆到报告基因上游（5’-UTR区），常用载体如pGL6-TA。用构建好的信号通路报告基因质粒转染入细胞，当细胞受到刺激激活相应的信号通路时，萤光素酶的表达上调，以此来证实某种刺激或化合物是否可以引起该信号通路的激活。
现货清单
客户引文
| Jing T, Wei D, Xu X, et al. Transposable elements-mediated recruitment of KDM1A epigenetically silences HNF4A expression to promote hepatocellular carcinoma[J]. Nature Communications, 2024, 15(1): 5631. |
| Bao W, Wang J, Fan K, et al. PIAS3 promotes ferroptosis by regulating TXNIP via TGF-β signaling pathway in hepatocellular carcinoma[J]. Pharmacological Research, 2023, 196: 106915. |
| Chen T, Li D, Wang Y, et al. Loss of NDUFS1 promotes gastric cancer progression by activating the mitochondrial ROS-HIF1α-FBLN5 signaling pathway[J]. British Journal of Cancer, 2023, 129(8): 1261-1273. |
| Gao J, Wang Z, Jiang W, et al. CLDN18. 2 and 4-1BB bispecific antibody givastomig exerts antitumor activity through CLDN18. 2-expressing tumor-directed T-cell activation[J]. Journal for ImmunoTherapy of Cancer, 2023, 11(6). |
| Dong H, Zeng L, Chen W, et al. N6-methyladenine-mediated aberrant activation of the lncRNA SOX2OT-GLI1 loop promotes non-small-cell lung cancer stemness[J]. Cell Death Discovery, 2023, 9(1): 149. |
| Ye W, Wang J, Huang J, et al. ACSL5, a prognostic factor in acute myeloid leukemia, modulates the activity of Wnt/β-catenin signaling by palmitoylation modification[J]. Frontiers of Medicine, 2023, 17(4): 685-698. |
| Li Q, Zhao Y H, Xu C, et al. Chemotherapy‐induced senescence reprogramming promotes nasopharyngeal carcinoma metastasis by circRNA‐Mediated PKR activation[J]. Advanced Science, 2023, 10(8): 2205668. |
