Notch 信号

Notch 信号是一种邻近细胞之间的短程通信系统，其中一个细胞上的膜结合配体激活相邻细胞上的 Notch 受体。激活会触发受体的裂解并释放其胞内结构域，该结构域会进入细胞核并直接调节转录，使 Notch 成为从细胞接触事件到基因表达的惊人直接途径。

Definition

Notch 信号是一种旁分泌通路，其中信号发送细胞上的跨膜配体与相邻细胞上的 Notch 受体结合，触发连续的蛋白水解裂解，从而释放 Notch 胞内结构域 (NICD)；NICD 进入细胞核并在靶基因上形成转录激活复合物。

Scope

本条目涵盖配体-受体相互作用、释放 Notch 胞内结构域的受调节蛋白水解、其作为转录调节因子的作用，以及该通路在发育和疾病中的作用。它是关于机制的参考材料，而非临床指导。

Core questions

• 直接的细胞间接触如何产生核信号？
• 受调节的蛋白水解在激活中扮演什么角色？
• Notch 如何驱动相邻细胞之间的细胞命运决定？
• 为什么同一通路在不同组织中可以作为致癌或抑癌作用？

Key concepts

• 旁分泌（细胞接触）信号传导
• Notch 受体和 DSL 配体
• 受调节的膜内蛋白水解
• γ-分泌酶裂解
• Notch 胞内结构域 (NICD)
• CSL/RBP-J 转录复合物
• 侧向抑制和细胞命运选择

Mechanisms

一个细胞上的 DSL 家族跨膜配体与相邻细胞上的 Notch 受体结合。配体结合，通常与机械牵拉偶联，使受体暴露于连续的蛋白水解裂解，最后由 γ-分泌酶复合物执行，该复合物将 Notch 胞内结构域 (NICD) 从膜上释放。NICD 易位至细胞核，并与 CSL/RBP-J DNA 结合蛋白以及共激活因子结合，将抑制性复合物转化为 Notch 靶基因的激活剂 (Kopan & Ilagan, 2009)。由于激活会消耗受体，因此该反应本质上是短暂的，并与持续的细胞接触紧密相关。该通路整合信号以控制许多发育背景下的细胞命运决定 (Artavanis-Tsakonas et al., 1999)。

Clinical relevance

Notch 组分在多种癌症中发生突变，其中该通路可以是激活的或抑制的，具体取决于组织背景，遗传性 Notch 突变会导致发育和血管疾病 (Artavanis-Tsakonas et al., 1999)。本条目总结了这些关联作为背景知识，并非诊断或治疗的依据。

Evidence & guidelines

Notch 生物学通过发育遗传学、生物化学和结构研究得以确立，这些研究总结在权威综述中，是参考科学而非临床指南的主题。引用的综述代表了共识机制。

History

Notch 基因最初在果蝇中被描述，其中部分缺失导致翅缘缺刻，数十年的遗传学研究确立了其在细胞命运决定中的作用。随后，分子研究鉴定了受体、配体和蛋白水解激活机制，最终形成了现代的 Notch 观点，即其是一种直接进入转录的受调节蛋白水解通路。

Key figures

• Spyros Artavanis-Tsakonas
• Raphael Kopan
• Thomas Hunt Morgan

Seminal works

• artavanis-tsakonas-1999
• kopan-2009

Frequently asked questions

为什么 Notch 只在接触的细胞之间发出信号？

配体和受体都锚定在相邻细胞的膜上，因此激活需要直接的物理接触；它是一种旁分泌信号，而不是可扩散的信号。

什么是 Notch 胞内结构域？

它是 Notch 受体的一部分，在激活时从膜上切下，然后在细胞核中作为靶基因上转录激活复合物的一部分发挥作用。