细胞信号转导的抉择

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    [生物通讯]细胞不停地接收和传递来自外部的刺激和信息来指导机体执行生命基本而必需的功能，这真是一个奇迹。这样的细胞间通讯－－即信号转导，绝对是一个“自动化”的生化级联反应。

    然而，现在有一篇由约翰·霍普金斯大学和哈佛大学的科学家发表在6月20日期的《自然》杂志上的新研究发现，早在信息跨越外部细胞膜进入内部的细胞核之前，细胞就已经开始忙着激活一个分子开关来指导如何传递信息了。

    “我们的研究结果发现，细胞传递信息的复杂过程又增加了一环。”文章的作者之一、约翰·霍普金斯大学的医学教授Mark Donowitz博士说道。“但同时，新环节也为我们提供了令人兴奋的可能孕育着许多严重疾病的新疗法线索的细胞间线路的新讯息。”他认为。

    Donowitz解释说，信号转导中新增的这一步骤实质上是让细胞确定如何与其它细胞进行必要的通讯。没有这个“接线总机”系统，细胞就会失控超载，因为接收的每一刺激都会被运送至内部细胞核。最常用的信号分子有两个－－钙和环磷腺苷 ( Cyclic Adenosine Monophosphate，cAMP)，二者有时也被称为信号转导的第二信使，这是因为它们负责中途截取细胞表面受体的信息，将信息分别传递给细胞内的不同蛋白质。

    Donowitz和他的同事证明，细胞是通过一种叫做Na+/H+交换调节因子2（Na+/H+ exchanger regulatory factor2， 2NHERF)的特异蛋白的有无来确定使用哪个信号－－钙还是cAMP的。研究人员还特别检查了甲状旁腺素受体和甲状旁腺素相关蛋白（也是一种激素）受体是如何在细胞表面向内部发送执行特定功能的信号的。

    他们发现，信号包含的不仅是甲状旁腺素受体及其相关蛋白，还需要另一类决定是通过钙还是cAMP发送信号的称为PDZ的蛋白（NHERF2是其中之一）。如果NHERF2与甲状旁腺素受体一同存在，那么信号就由钙发送，如果不存在NHERF2，那么则由cAMP负责传递信息。

    细胞在钙和cAMP间的抉择十分重要，因为不同信号产生的靶蛋白的应答也不同，Donowitz解释说。例如，cAMP传递的信号可能诱导肾细胞失水，或诱导骨细胞分解成矿质元素。同样，钙传递的信号能够诱导血小板聚合、导致血液凝结，或导致细胞释放过敏反应的主要组分－－组胺。

    “这些结果显示，在细胞信号转导非常早的阶段－－受体结合阶段，细胞就开始决定利用何种信号了。”Donowitz说。“要想全面了解细胞信号转导，必需着眼于整个系统。”

    例如，甲状旁腺素受体是甲状旁腺、肠细胞和肾细胞能否传导信号和正常行使功能的关键。甲状旁腺素和甲状旁腺素相关蛋白对于维持机体的正常机能都是至为重要的。它们的调节系统遭破坏或数量减少都会导致严重疾病如肾结石、抽搐、缺钙等，骨骼和软骨的正常生长也会受到干扰。细胞信号转导缺陷还会引起癌症、糖尿病和免疫系统失调等疾病。

    文章的其他作者还包括约翰·霍普金斯大学的C. Chris Yun；Matthew J. Mahon (领导作者) 和Gino V. Segre (高级作者)，二人都来麻省综合医院和哈佛医学院。

生物通摘译自BIO.COM