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Hedgehog 信号通路:细胞命运的神秘指挥者

时间:2025-02-18 09:46:43
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Hedgehog

Hedgehog (Hh)信号通路是一种在进化上高度保守的信号通路,对胚胎发育、干细胞自我更新、细胞分化和组织再生等过程起着至关重要的调控作用。以下是关于Hh信号通路的详细介绍:

一、Hh信号通路的组成

Hh信号分子:Hh信号分子是一种由信号细胞分泌的局域性蛋白质配体,其作用范围通常不超过20个细胞。哺乳动物中存在三个Hh同源基因,分别是Sonic Hedgehog (SHH)、Indian Hedgehog (IHH)和Desert Hedgehog (DHH),它们分别编码Shh、Ihh和Dhh蛋白。

受体:Hh信号的传递受靶细胞膜上两种受体Patched (Ptc)和Smoothened (Smo)的控制。Ptc由肿瘤抑制基因Patched编码,是一个由12个跨膜区的单一肽链构成的蛋白质,能与配体直接结合,对Hh信号起负调控作用。Smo由原癌基因Smoothened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。

核内因子:参与Hh信号转导的核内因子包括转录因子Ci/Gli、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶Fused (Fu)、Fu抑制剂SuFu、类运动蛋白Costal-2 (Cos2)、蛋白激酶A (PKA)等。其中Ci/Gli、Fu起正调控作用,Cos2、PKA起负调控作用。

二、Hh信号通路的激活机制

Hh蛋白的加工与修饰:Hh蛋白在细胞内以前体形式合成与分泌,之后在细胞外发生自我催化性降解。Hh前体蛋白在内质网中通过自身催化分裂成Hh-N及Hh-C两部分,其中Hh-C共价结合胆固醇分子,并将其转移到Hh-N的羧基端,随后在酰基转移酶的作用下Hh-N氨基端的半胱氨酸发生棕榈酰化。这些翻译后的修饰过程使Hh蛋白获得完全功能。

信号传递:在正常情况下,Ptc抑制Smo蛋白活性,从而抑制下游通路。当Ptc和Hh结合后,解除对Smo的抑制作用,促使Gli蛋白与PKA及一些未知因子与微管形成大分子复合物,使得全长Gli蛋白进入核内激活下游靶基因转录。

三、Hh信号通路的调控机制

负反馈调控:Hh-Gli通路可以诱导Ptc的转录,形成负反馈的调控环。当Ptc发生突变或缺失时,或是Smo突变导致对Ptc的抑制作用不敏感,致使基因活化,Hh信号通路失控,使Gli持续激活、启动靶基因转录。

时空特异性调控:Hh信号通路的产生在时间与空间上受到严格控制。Hh蛋白的浓度梯度决定了细胞命运的多样性,不同浓度的Hh信号诱导不同的细胞命运。

四、Hh信号通路的生理功能

胚胎发育:Hh信号通路在脊椎和无脊椎动物的诸多发育过程中,控制细胞命运、增殖与分化。例如,在果蝇的胚胎发育中,Hh信号通路参与体节的形成;在哺乳动物的胚胎发育中,Shh参与神经系统的发育和骨骼的形成。

组织再生与修复:Hh信号通路在成体组织的维持、更新和再生过程中起到关键作用。例如,在肝脏损伤后,Hh信号通路的激活促进肝细胞的增殖和再生。

五、Hh信号通路与疾病

肿瘤发生:Hh信号通路被异常激活时,会引起肿瘤的发生与发展。例如,在基底细胞癌、胰腺癌、肝癌等多种肿瘤中,Hh信号通路的异常激活与肿瘤细胞的增殖、侵袭和耐药性密切相关。

其他疾病:Hh信号通路的异常还与一些其他疾病的发生有关,如骨骼发育异常、神经系统疾病等。

六、Hh信号通路的研究意义与展望

Hh信号通路在生物发育和疾病发生中具有重要作用,对其进行深入研究有助于我们更好地理解生物体的发育机制和疾病的发病机理。未来的研究将进一步探索Hh信号通路的精细调控机制,开发针对Hh信号通路的特异性药物,为肿瘤等疾病的治疗提供新的策略。

 

 

 

名称 货号 规格
Hedgehog Signaling Antibody Sampler Kit 26118T 1Kit
Human Sonic Hedgehog Gene Knockout Kit(CRISPR) abs6116376-1kit 1Kit
Human Sonic Hedgehog (Shh) Recombinant Protein 34052S 25ug
Human Sonic Hedgehog (Shh) Recombinant Protein 34052S 25ug