信號(hào)分子
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細(xì)胞外
在一定條件下，細(xì)胞外的化學(xué)信號(hào)能引發(fā)細(xì)胞的定向移動(dòng)。這些信號(hào)有些時(shí)候是底質(zhì)表面上一些難溶物質(zhì)，有些時(shí)候則是可溶物質(zhì)。信號(hào)分子有很多，可以是肽，代謝產(chǎn)物，細(xì)胞壁或是細(xì)胞膜的殘片，但是作用方式卻是一樣的，就是與細(xì)胞膜表面上的受體結(jié)合，啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)，完成一系列的反應(yīng)，去激活或抑制肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白的活性，最終改變細(xì)胞骨架的狀態(tài)?？扇芪镔|(zhì)通常不是均勻溶解在溶劑中，而是靠近源的區(qū)域濃度高，遠(yuǎn)離源的區(qū)域濃度低，形成所謂的“濃度梯度”。細(xì)胞膜上的受體可感受到那些被稱為化學(xué)趨向吸引物（chemotactic attractant），并且逆著它們的濃度梯度去追根尋源。某些信號(hào)分子甚至?xí)绊?a href="/w/%E7%BB%86%E8%83%9E%E7%A7%BB%E8%A1%8C" title="細(xì)胞移行" class="mw-redirect">細(xì)胞移行的速度，這些信號(hào)分子則被稱為化學(xué)趨向劑（chemokinetic agent）。細(xì)胞這種因化學(xué)分子改變自己移動(dòng)的行為，被稱為化學(xué)趨向性。例如盤(pán)基網(wǎng)柄菌（Dictyostelium discoideum）會(huì)逆著cAMP濃度梯度的運(yùn)動(dòng)。白血球也會(huì)受到一些細(xì)菌分泌的三肽化學(xué)物質(zhì)f-Met-Leu-Phe（N-甲酰蛋-亮-苯丙氨酸）吸引而往細(xì)菌移動(dòng)，發(fā)揮其免疫功能。而在胚胎發(fā)生中的神經(jīng)嵴細(xì)胞則并非靠濃度梯度，而是路標(biāo)物質(zhì)識(shí)別其去向（請(qǐng)見(jiàn)下文“路標(biāo)信號(hào)”一節(jié)）。
但是細(xì)胞外基質(zhì)中也存在著一些蛋白，如硫酸軟骨蛋白多糖（chondroitin sulfate proteoglycan）會(huì)與神經(jīng)細(xì)胞的粘著蛋白起作用，對(duì)細(xì)胞遷移形成阻滯。它會(huì)抑制脊髓損傷患者神經(jīng)損傷區(qū)域新突觸的相連與再生[1][2]。
細(xì)胞內(nèi)
細(xì)胞外信號(hào)種類繁多，但是當(dāng)它們與細(xì)胞膜上受體結(jié)合之后，作用的途徑卻只有有限的幾種。而與細(xì)胞遷移有關(guān)的信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程如下：信號(hào)分子結(jié)合到膜上受體，或者是激活與受體偶聯(lián)的蛋白質(zhì)—大G蛋白，或者先是激活受體酪氨酸激酶，再激活下游的小G蛋白R(shí)as。G蛋白是一個(gè)很大的家族，包括Rho，Rac，Ras等小家族，它們?cè)诩?xì)胞中扮演著信號(hào)傳導(dǎo)開(kāi)關(guān)的角色。當(dāng)它們與GDP結(jié)合時(shí)，呈現(xiàn)失活狀態(tài)。在鳥(niǎo)嘌呤交換因子（英文：Guanin exchange factor，簡(jiǎn)稱GEF）的幫助下，G蛋白脫離GDP并與GTP結(jié)合，進(jìn)入激活狀態(tài)。G蛋白的GTP會(huì)被GTP酶激活蛋白（英文GTPase-activating proteins，簡(jiǎn)稱GAP）水解，并釋放出其中的能量，讓G蛋白行使其功能。就是說(shuō)，G蛋白通過(guò)這一GTP/GDP循環(huán)在激活/失活狀態(tài)中回旋，傳遞信號(hào)。當(dāng)G蛋白被激活后，它下游的多種分子會(huì)被激活。從插圖1中可見(jiàn)，這些下游分子本身會(huì)形成網(wǎng)絡(luò)，相互制約，或者是相輔相承。它們調(diào)控著細(xì)胞遷移中各個(gè)方面。它們作用的詳細(xì)情況請(qǐng)見(jiàn)文章中的相應(yīng)章節(jié)。
而致癌物質(zhì)也可以通過(guò)這些信號(hào)傳導(dǎo)通路發(fā)揮其負(fù)面作用，如強(qiáng)烈致癌物質(zhì)佛波酯（Phorbol ester）。佛波酯會(huì)不可逆地激活細(xì)胞的RasGRP3/4，以激活Ras,Ras會(huì)再激活蛋白激酶C（Protein kinase C，PKC）。后者是調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂和分化的酶。它被佛波酯不正常的激活，有可能對(duì)癌癥的產(chǎn)生起促進(jìn)作用。研究還發(fā)現(xiàn)，佛波酯對(duì)黑素瘤（melanoma）細(xì)胞轉(zhuǎn)移到肺部有促進(jìn)作用[3]。而細(xì)菌者，如志賀氏菌會(huì)在宿主胞膜上打洞，向細(xì)胞質(zhì)注入效應(yīng)蛋白質(zhì)，激活宿主Rac和Cdc42，調(diào)整細(xì)胞的微絲網(wǎng)絡(luò)，以使自己順利進(jìn)入宿主內(nèi)。
參考文獻(xiàn)
- ↑ 董理;彭謹(jǐn);楊明亮. 硫酸軟骨蛋白多糖在脊髓損傷中的作用與研究進(jìn)展. wanfangdata.com.cn [2007-02-05].
- ↑ P Maurel, U Rauch, M Flad, R K Margolis, and R U Margolis. Phosphacan, a chondroitin sulfate proteoglycan of brain that interacts with neurons and neural cell-adhesion molecules, is an extracellular variant of a receptor-type protein tyrosine phosphatase.. pubmedcentral.nih.gov [2007-02-05].
- ↑ Gopalakrishna, R.. Tumor Promoter-Induced Membrane-Bound Protein Kinase C Regulates Hematogenous Metastasis. pnas.org [2007-04-27].
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