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第二章

第二章. 细胞间信号 Extracellular Signals. 【 目的要求 】 1 ．掌握第二信使、细胞因子的概念；细胞间化学信号分子的类型及作用靶细胞的方式和特点。 2 ．熟悉细胞间化学信号分子的分类；第一信使和第三信使的概念。. 生命是一个完整的自然的信息处理系统。 生物信息系统 —— 维持个体的生存 —— 维持种族的延续. 外界环境变化时： 单细胞生物 —— 通过反馈调节直接作出反应。 多细胞生物 —— 通过 细胞间的通讯 与 信号转导 来协调细胞的行为。. 细胞通讯（ cell communication ）：

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  1. 第二章 细胞间信号 Extracellular Signals

  2. 【目的要求】 1．掌握第二信使、细胞因子的概念；细胞间化学信号分子的类型及作用靶细胞的方式和特点。 2．熟悉细胞间化学信号分子的分类；第一信使和第三信使的概念。

  3. 生命是一个完整的自然的信息处理系统。 • 生物信息系统 ——维持个体的生存 ——维持种族的延续

  4. 外界环境变化时： • 单细胞生物——通过反馈调节直接作出反应。 • 多细胞生物——通过细胞间的通讯与信号转导来协调细胞的行为。

  5. 细胞通讯（cell communication）： 　　细胞间识别、联络和相互作用的过程。 • 细胞识别（cell recognition）： 　　　指细胞与细胞之间通过细胞表面的信息分子相互作用，从而引起细胞反应的现象。

  6. 信号转导 (signal transduction) ： 　　　指外界信号与细胞表面受体作用，通过影响细胞内信使的水平变化，进而引起细胞应答反应的一系列过程。

  7. 信号转导参与所有的细胞生命活动 ： 　①　细胞代谢 　②　细胞分裂 　③　细胞分化 　④　细胞功能活动 　⑤　细胞死亡

  8. 基因变异、感染及其他伤害可以导致信号转导过程异常，从而使细胞失去对环境的适应及应变能力，产生疾病。　　基因变异、感染及其他伤害可以导致信号转导过程异常，从而使细胞失去对环境的适应及应变能力，产生疾病。　　

  9. 一、细胞间通讯联络的基本类型 （一）直接接触型 　　是指通过细胞膜分子的特化，彼此之间在结构上形成某种联系。即细胞连接及细胞外基质。 　　细胞连接在行使通讯连接功能时，多先引起有形构造部分的感应。

  10. （二）非直接接触型 　　　是指细胞之间相隔有一定的距离，没有结构上的直接联系，靠释放出的化学物质（信号分子）传递信息，从而实现细胞联系。

  11. 二、细胞间化学信号分子 　细胞间化学信号分子： 　　主要是指在细胞间起信号转导作用的分子。 共同特点是：①特异性 　　　　　　　　②高效性 　　　　　　　　③可被灭活

  12. 细胞信号分子分类： • 按化学结构分类： 　　 * 蛋白质和肽类 　　 * 氨基酸及其衍生物 　　 * 类固醇激素 　　 * 脂酸衍生物 　　 * 气体分子等

  13. 按溶解性分类： * 脂溶性： 　　　可进入靶细胞，与胞内受体结合形成激素-受体复合物，调节基因表达。 * 水溶性： 　　　不能进入细胞，与膜受体结合，通过胞内信使引起细胞的应答。

  14. 第一信使： 　　生物体内结合并激活受体的细胞外配体，统称为第一信使，包括激素、神经递质、细胞因子等，在细胞间起传递信息的作用。

  15. 第二信使 (secondary messenger) 　　指一些受体与配体结合被激活后，导致细胞内浓度短暂升高（或降低）的一类小分子物质，它们在细胞内起传递信息的作用。 第三信使 (third messenger) 　　在细胞核内外传递信息的物质。

  16. （一）细胞间化学信号分子的类型 1.　激素（hormone） 2.　细胞因子 (cytokine) 3.　神经递质 (neurotransmitter) 4.　气体分子 5.　血管活性物质 (vasoactive agent)

  17. （二）细胞间化学信号分子作用靶细胞的方式 1.　激素 作用方式：内分泌　　 特点： • 由特殊分化的内分泌细胞分泌 ； • 通过血液循环到达远距离的靶细胞 ； • 大多数作用时间较长。

  18. 2.　细胞因子 作用方式：旁分泌或自分泌。　　 特点： • 由特定细胞分泌 ； • 通过扩散作用到达附近的靶细胞或作用于自身； • 一般作用时间较短。

  19. 3.　神经递质 作用方式：旁分泌 　特点： • 由神经元细胞分泌； • 通过突触间隙到达下一个神经细胞； • 作用时间较短。

  20. 4.　气体分子 　主要是NO。 作用方式：旁分泌 　特点： • 由血管内皮细胞产生； • 通过扩散到达内皮外层细胞内； • 作用时间较短。

  21. 5.　血管活性物质(vasoactive agent) 作用方式：旁分泌或自分泌。 　 特点：在短距离发挥作用；

  22. GAS MOLECULE

  23. （三）细胞间化学信号分子的作用特点 1.　媒介性 细胞间化学信号分子 与靶细胞的特异性受体结合 对信号进行转换并启动细胞内信使系统 靶细胞产生生物学效应

  24. 2.　多样性 　　　是指化学信号分子在作用靶细胞的效应关系上，不是单一的模式。 乙酰胆碱 分泌增加 收缩增强 收缩减弱

  25. 3.　时效差异性 　　　是指化学信号分子作用靶细胞后，靶细胞发生反应的快慢程度具有差异。 数ms 乙酰胆碱 骨骼肌舒缩 10min 胰岛素分泌 血糖升高 数月、数年 性器官发育 性腺激素

  26. （四）细胞间化学信号分子的代谢过程 1.　激素 　（1）产生（分泌）　　 　　内分泌腺产生，量非常少。 　　受神经系统和自身反馈调节。

  27. 　肽类激素产生过程： ①　基因活动产生mRNA到胞质； ②　粗面内质网合成多肽并修饰； ③　形成膜性小泡运送到高尔基体； ④　高尔基体进一步修饰并形成分泌泡； 　⑤　通过胞吐作用分泌到细胞外。 　类固醇激素在滑面内质网合成。

  28. 　（2）入血和运输　　 　在血中以游离型和结合型两种形式运输。 （3）灭活 　　　激素与细胞的受体结合引起细胞反应后，激素与受体分离，随之被降解，失去活性。

  29. 2.　细胞因子 　　　是多种细胞所分泌的能调节细胞生长分化、调节免疫功能、参与炎症发生和创伤愈合等小分子多肽的统称。

  30. （1）分类 　　按产生的细胞分类：　　 　①　淋巴因子（lymphokine） 　　　主要由淋巴细胞产生。 　　　有IL-2~6、9、10、12~14、IFN-γ、TNF-、GM-CSF和神经白细胞素等。

  31. 　②　单核因子（monokine） 　　主要由单核细胞或巨噬细胞产生。 　　有IL-1、IL-6、IL-8、TNF-、G-CSF、M-CSF等。

  32. 　　③　非淋巴细胞、非单核-巨噬细胞产生的细胞因子　　③　非淋巴细胞、非单核-巨噬细胞产生的细胞因子 　　　主要由骨髓和胸腺中的基质细胞、血管内皮细胞、成纤维细胞等产生。 　　　有EPO、IL-7、IL-11、SCF、IL-8和IFN-等。

  33. 　按功能分类：　　 　①　白细胞介素（interleukin，IL） 　　　由淋巴细胞、单核细胞或其他非单个核细胞产生的细胞因子，在细胞间相互作用、免疫调节、造血以及炎症过程中起重要调节作用。 　　　已有IL-1~24。　　

  34. ②　集落刺激因子（colony stimulating factor，CSF） 　　　是根据细胞因子刺激造血干细胞或不同分化阶段的造血细胞在半固体培养基中形成不同的细胞集落而命名。 　　　包括G-CSF、M-CSF、GM-CSF、SCF、EPO、Multi-CSF (IL-3)等。

  35. ③　干扰素（interferon，IFN） 　　　病毒感染后，细胞产生的一种具有抗病毒作用的活性物质。 　　　根据来源和结构不同，可分为IFN-、IFN-、IFN- γ三种，分别由白细胞、成纤维细胞和活化T细胞产生。　 　　　作用：抗病毒、抗肿瘤、免疫调节等。　

  36. ④　肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF） 　　　根据来源和结构不同，可分为TNF-和TNF-两种，分别由单核-巨噬细胞和活化T细胞产生。　 　　　作用：杀伤肿瘤细胞、免疫调节、参与发热和炎症的发生。　

  37. ⑤　转化生长因子 家族（transforming growth factor-  family，TGF-  family） 　　　主要有TGF- 1、TGF- 2、TGF- 3、 TGF- 12及骨形成蛋白等。　

  38. ⑥　趋化因子家族（chemokine family） C-X-C/亚族：主要趋化中性粒细胞。主要有 IL-8、GRO/MGSA、PF-4、PBP、CTAP-Ⅲ、IP-10、ENA-78等。 C-C/ 亚族：主要趋化单核细胞，包括 MIP-1、MIP-1、RANTES、MCP-1/MCAF、MCP-2、MAC-3 和 I-309。

  39. ⑦　其他细胞因子 　　　表皮生长因子（EGF）、血小板衍生的生长因子（PDGF）、成纤维细胞生长因子（FGF）、肝细胞生长因子（HGF）、 胰岛素样生长因子-Ⅰ（IGF-Ⅰ）、IGF-Ⅱ、白血病抑制因子（LIF）、神经生长因子（NGF）、抑瘤素M（OSM）、血小板衍生的内皮细胞生长因子（PDECGF）、TGF-、血管内皮细胞生长因子（VEGF）等。

  40. （2）细胞因子的特点 • 由多种细胞产生的小分子量糖蛋白； • 以旁分泌或自分泌方式在局部起作用； • 具有网络作用； • 主要与调节机体的免疫应答、造血功能和炎症反应有关。　

  41. 细胞因子的受体有四个类型： • 免疫球蛋白超家族 • 造血因子受体超家族 • 神经生长因子受体超家族 • 趋化因子受体家族　

  42. 3.　神经递质 　　（1）产生和释放 　　产生：由神经元产生，以囊泡形式储存。 　释放： 　　　囊泡释放学说 　　　胞质释放学说

  43. 囊泡释放学说

  44. 　　（2）重新利用和灭活 释放到突触间隙的神经递质 被突触后膜吸收 被突触前膜重吸收 被酶降解

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