作为一枚科研狗，我自以为读得了文献，做得了实验，修得了仪器，写得了论文，常常看着镜中的自己佩服得五体投地。

但是，这段时间要投 paper时 ，我却遇到了一个棘手的问题。那就是辛苦写完paper ，却画不出与之相映衬的高大上的信号通路图！

导师一再叮嘱我恶补下信号通路图，我一直没当回事。就在凌晨2点，导师看完我刚交上去的论文，直接给我来了一通电话，上来就问我：“你睡了吗？我改你的论文气的睡不着，信号通路你都能画成小猪佩琪，我真是对你佩服得五体投地！现在立马起床给我改！”

此刻，我慌了，立刻翻出导师几个月前发我的「信号通路秘籍」，并忍不住感慨：早知今日，何必读研！以下就是导师专为我定制的恶补秘籍，在此分享给正在被信号通路折磨的各位小白！

信号通路的重要性

在恶补信号通路之前，你要意识到信号通路的重要性。当今的研究，都需要一个匹配的机制解释。信号通路是一个最常见也是最实用的机制。

不管是做基础研究还是应用研究，在解释表型的时候，机制中不带一条信号通路的解释，都不足以说明你真的阐述清楚了机理，它能完美呈现你的科研思维。可谓，信号通路千千万，找到一条是关键，通路关系太复杂，讲不清楚就完蛋！

简单的说，它的作用就是看文献时，你可以更好地了解文献中分子的调控机制；区别主变量与因变量解开文章逻辑上的难点。了解热门通路；分子和疾病之间的桥梁。了解通路的机制，设计实验内容。

常见的信号通路有哪些？

NF-κB信号通路

NF-κB（nuclearfactor-kappaB）是1986年从B淋巴细胞的细胞核抽提物中找到的转录因子，它能与免疫球蛋白kappa轻链基因的增强子B序列GGGACTTTCC特异性结合，促进κ轻链基因表达，故而得名。

它是真核细胞转录因子Rel家族成员之一，广泛存在于各种哺乳动物细胞中。

迄今为止，在哺乳动物细胞内共发现5种NF-κB/Rel家族成员，它们分别是RelA（即p65）、RelB、C-Rel、p50/NF-κB1（即p50/RelA）和p52/NF-κB2。

这些成员均有一个约300个氨基酸的Rel同源结构域（Relhomology domain,RHD）。这个高度保守的结构域介导Rel蛋白形成同源或异源二聚体，该结构域也是NF-κB与靶基因DNA序列的特异性结合区域。细胞内NF-κB的活化过程受到精细调控。

通常情况下，在细胞质中的NF-κB处于失活状态，与抑制蛋白IkB（inhibitoryprotein of NF-kB）结合成三聚体复合物。

当出现TNF-a信号、炎症因子以及LPS、紫外线等外界刺激时，细胞因子与细胞膜表面的TNF受体结合后，TNF受体发生多聚化并与细胞质中TRADD分子发生相互作用。

TRADD招募TRAF（TNFR-associatedfactor）和激酶RIP（receptorinteracting protein），由RIP将信号传递给IKK（IkBkinase）。在NF-κB信号通路中IKK扮演了非常重要的角色，尽管上游信号路径的不同，但是最终都汇集到IKK。

IKK由a、b和g三个亚基组成，作为激酶的IKK能使IkB的a亚基的Ser32和Ser36残基和b亚基的Ser19和Ser23残基磷酸化。IkB随即从p50/p65/IkB异源三聚体中解离出来，经泛素化修饰后通过蛋白酶体降解。

于是，受到IkB抑制的NF-κB得以暴露其核定位序列（nuclearlocalization signals,NLS），迅速从细胞质进入细胞核内，与核内DNA上的特异序列相结合，从而启动或增强相关基因的转录。

JAK-STAT信号ton通路

1. JAK与STAT蛋白

JAK-STAT信号通路是近年来发现的一条由细胞因子刺激的信号转导通路，参与细胞的增殖、分化、凋亡以及免疫调节等许多重要的生物学过程。

与其它信号通路相比，这条信号通路的传递过程相对简单，它主要由三个成分组成，即酪氨酸激酶相关受体、酪氨酸激酶JAK和转录因子STAT。

2. JAK-STAT信号通路

与其它信号通路相比，JAK-STAT信号通路的传递过程相对简单。

信号传递过程如下：细胞因子与相应的受体结合后引起受体分子的二聚化，这使得与受体偶联的JAK激酶相互接近并通过交互的酪氨酸磷酸化作用而活化。

JAK激活后催化受体上的酪氨酸残基发生磷酸化修饰，继而这些磷酸化的酪氨酸位点与周围的氨基酸序列形成“停泊位点”（dockingsite），同时含有SH2结构域的STAT蛋白被招募到这个“停泊位点”。

最后，激酶JAK催化结合在受体上的STAT蛋白发生磷酸化修饰，活化的STAT蛋白以二聚体的形式进入细胞核内与靶基因结合，调控基因的转录。

值得一提的是，一种JAK激酶可以参与多种细胞因子的信号转导过程，一种细胞因子的信号通路也可以激活多个JAK激酶，但细胞因子对激活的STAT分子却具有一定的选择性。例如IL-4激活STAT6，而IL-12却特异性激活STAT4。

Ras、PI(3)K和mTOR信号通路

随着人类基因组测序的完成，目前已发现了几百种蛋白激酶。根据它们结构上的相似性，这些激酶可分为多个蛋白家族，在细胞的增殖、生长、分化和凋亡等过程中发挥重要的生物学功能。

Ras、PI(3)K和mTOR就是一类与细胞增殖紧密相关的蛋白激酶。真核细胞的正常生长受到周围环境所提供的养分的限制。

Ras和PI(3)K信号通过调控下游分子mTOR，在调控细胞生长方面起着关键作用。

在绝大多数的人肿瘤细胞中，Ras和PI(3)K信号通路中的关键调控因子都发生了明显的突变。

究其原因，人们发现这条信号通路如果发生突变，就会导致细胞的存活和生长不再受到养分等环境条件的限制，进而诱导细胞癌变。

值得注意的是，一些肿瘤抑制因子，如TSC1、TSC2和LKB1在营养匮乏的条件下减弱了mTOR信号通路的强度。

相应地，TSC1、TSC2或者LKB1的失活突变，就会导致相似的癌症症状，并具有共同的临床表现。

因此，这条确保细胞在环境适宜条件下发生增殖的信号通路，在被癌细胞利用后就可以使癌细胞在养料匮乏的条件下存活并生长。在筛选激酶抑制剂的过程中，人们设计了一系列针对mTOR、PI(3)K、RTKs和Raf等激酶的药物。

在癌症的分子机理研究中，尽管这条信号通路研究得最透彻，但这些激酶在细胞和生物体内的生理功能远比我们想象的要复杂。

Wnt信号通路

Wnt信号通路广泛存在于无脊椎动物和脊椎动物中，是一类在物种进化过程中高度保守的信号通路。

Wnt信号在动物胚胎的早期发育、器官形成、组织再生和其它生理过程中，具有至关重要的作用。

如果这条信号通路中的关键蛋白发生突变，导致信号异常活化，就可能诱导癌症的发生。

1982年，R.Nusse和H.E.Varmus在小鼠乳腺癌细胞中克隆得到第一个Wnt基因，最初它被命名为Int1（integration1）。

后来的研究发现小鼠Int基因与果蝇的无翅基因wg（wingless）为同源基因，因而将两者合称为Wnt。H.E.Varmus 本人也因他在癌症研究中的杰出贡献而获得1989年的诺贝尔生理医学奖。

Wnt是一类分泌型糖蛋白，通过自分泌或旁分泌发挥作用。Wnt信号通路的主要成分包括：分泌蛋白Wnt家族、跨膜受体Frizzled家族、CK1、Deshevelled、GSK3、APC、Axin、β-Catenin、以及转录因子TCF/LEF家族。

Wnt信号通路是一个复杂的调控网络，目前认为它包括三个分支：经典Wnt信号通路，通过β-Catenin激活基因转录；Wnt/PCP通路（plannercell polarity pathway），通过小G蛋白激活JNK（c-JunN-terminal kinase）来调控细胞骨架重排；Wnt/Ca2+通路，通过释放胞内Ca2+来影响细胞粘连和相关基因表达。

一般提到Wnt信号通路主要指的是由β-Catenin介导的经典Wnt信号通路。

BMP信号通路

BMP（bonemorphogenetic protein，骨形态发生蛋白）是TGF-β（转化生长因子，transforminggrowth factor-β）超家族中的重要成员。

通过调节一系列下游基因的活性，控制着诸如中胚层形成、神经系统分化、牙齿和骨骼发育以及癌症发生等许多重要的生物学过程。

BMP信号的传递主要通过配体BMP与细胞膜上的丝氨酸/苏氨酸激酶受体（BMPreceptor, BMPR）特异性结合，形成配体受体二元复合物。

同时，Ⅱ型受体（BMPR2）能够活化I型受体（BMPR1），并进一步将信号传递给细胞内的Smad分子。

在BMP和TGF-β信号由细胞膜传递至细胞核的过程中，Smad蛋白起到了关键性的作用。

活化的I型受体（BMPR1）进一步磷酸化Smad蛋白（Smad1、Smad5和Smad8），促使Smad分子从细胞膜受体上脱离下来，并在胞质内结合Smad4分子（commonSmad，Co-Smad）后进入细胞核。

在细胞核内，Smad多元复合物在其它DNA结合蛋白的参与下作用于特异的靶基因，调控靶基因的转录。

篇幅有限，此处略去三千字~

如何成为信号通路达人？

1. 数据库推荐

想要自己对感兴趣的信号通路进行查询，有时间不妨访问下这个比较赞的国外数据库——KEGG，京都基因与基因组百科全书，是日本京都KanehisaLaboratories根据文献证据手工整理的一个庞大数据库（包括信号通路、基因、疾病、药物等等）。

KEGG具有强大的图形功能，它利用直观图形而不是繁缛的文字来介绍众多的代谢途径以及各途径之间的关系，简单明了，发SCI、写国自然少不了！

2. 通路图绘制常用软件推荐

想做出超高颜值SCI通路图，必然少不了以下几大作图软件：

IBS

该软件是由华中科技大学薛宇教授的CUCKOO团队做的，非常适合绘制基因结构、序列互作结合的示意图。IBS可以下载使用也可以在线使用，两者唯一的差别就是下载版的样品图比在线版要多。

ScienceSlide

ScienceSlide是一款专门做医学

的ppt插件，安装后，会在PPT界面出现一个工作条，包括了常用元件、信号通路、方法学、生物化学、分子生物学等几千种素材。

只需要选择相应的模板就可以在此基础上，进行文字及分子形状的修改而后做成精致无比、赏心悦目的示意图。

PathwayBuilder

这是一款专业的细胞信号通路绘图软件，功能强大，体积容量比较小，使用方便。

软件自带基本元素（分子、细胞、模式生物、甚至人体组织器官及系统的）模板，还自带很多经典通路，在上面可以直接修改，非常方便。

4. 书籍推荐

除了数据库和作图软件加持，这本《医学信号通路图解》也是你必须要看的。

这本书有多牛呢？

先来翻翻目录，如下图：

为啥会强烈推荐你读这本书？我简单总结了它的三大亮点。

亮点1：大牛力荐，科研小白入门必读

南方医科大学珠江医院肿瘤科主任张健教授为本书做序，初衷是帮科研小白走进科研大门，解决阅读文献后，不能清晰把握该文献的主题思路；不能清楚理解各种细胞信号通路的研究途径；关于机制方面的研究更是没头绪等问题。

本书的“图说”的过程，是几位研究生反复对文献进行阅读与理解的过程，也是科研小白逐步成长的过程，可高效提升大家的科研思维和能力。

亮点2：高分杂志精华图，让你深刻认识疾病及机制

一篇的文章的精华都在于

的展示，一张美观的通路机制图可以帮助我们形象直观地理解复杂的通路机制网络。

《医学信号通路图解》中的

来自高分杂志中的精华部分，对各个常见病种、常见机制的深入分析及总结归纳，将通路机制涉及相关的知识点进行拓展和归纳总结，有助于大家对疾病及机制有全面的认识。

亮点3：

解读思路新颖，助力你发SCI、中标国自然

文中对

进行解读，内容涉及干细胞的起源及克隆进化、肿瘤浸润淋巴细胞、肿瘤代谢通路、免疫代谢、铁死亡、蛋白互作网络等科研热点问题。

能帮助大家直观了解相关热点问题的研究方法和思路，帮助读者理解与记忆，从而较好运用到自己的科研实践之中。

这是一本可供大牛阅读学习的书，更是为医学小白扫盲信号通路图的书，一本扫清你发SCI路上的障碍，高颜值通路图，助力你脱单卷死室友，秒杀医学同行！

适宜人群

1.

任何刚步入生物医学领域的科研的人

2.

课题设计中机制部分遇到问题的硕博生

3.

国自然基金申请者，文献阅读困难症患者

转自：科研书周周送

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