诱导信号与感受态

一组细胞如何通过信号指令另一组细胞的命运，以及为何只有处于感受态的细胞才能做出响应。

Definition

诱导信号是指信号组织通过分泌或表面结合的信号改变响应组织发育命运的过程；感受态是响应组织在特定时间对这些信号做出反应的能力。

Scope

本主题涵盖胚胎诱导——一种组织对另一种组织发育的影响——以及发育过程中使用的主要保守信号通路，以及感受态的概念，即组织在特定时间内对给定信号做出响应的能力。它涉及形态发生素梯度、相互诱导和顺序诱导，以及信号解释如何产生清晰的命运边界。

Core questions

• 一种组织如何改变相邻组织的命运？
• 为什么相同的信号在不同组织或不同时间会产生不同的响应？
• 梯度信号如何创建离散的细胞命运区域？
• 哪些保守信号通路在发育过程中被重复使用？

Key concepts

• 胚胎诱导
• 感受态及其时间限制
• 保守的发育信号通路
• 相互诱导和顺序诱导
• 对形态发生素的阈值响应

Key theories

形态发生素梯度解释

可扩散信号在响应区域形成浓度梯度，细胞根据其所经历的信号水平采取不同的命运，将梯度信息转化为清晰的基因表达区域。

Mechanisms

诱导细胞释放信号，这些信号与响应细胞上的受体结合，激活细胞内通路，从而改变基因表达。少数保守通路——包括通过Hedgehog、Wnt、转化生长因子-β家族、成纤维细胞生长因子和Notch信号传导的通路——在整个发育过程中被重复利用。结果取决于响应细胞的感受态，这由其当前表达的受体和转录因子决定，并随时间变化。当信号呈梯度分布时，响应细胞会解释浓度阈值以产生不同的命运，而相互诱导或顺序诱导则逐步完善模式并构建复杂结构。

Clinical relevance

驱动诱导的相同信号通路在先天性畸形中经常受到干扰，并且在不适当重新激活时会导致癌症；对它们的研究为再生医学中引导组织形成提供了基础。本条目旨在提供教育信息，并非临床指导。

History

诱导的概念源于斯佩曼和芒戈尔德的组织者实验，该实验表明移植组织可以诱导新的体轴。感受态的概念源于观察到响应组织仅在限定的发育窗口内对诱导剂做出反应，随后的分子研究确定了所涉及的保守信号通路。

Key figures

• Hans Spemann
• Hilde Mangold
• Lewis Wolpert

Seminal works

• wolpert1969
• gilbert2016

Frequently asked questions

什么是胚胎诱导？

它是一个细胞群向相邻细胞群发出信号并改变其发育命运的过程，例如组织者诱导周围组织形成体轴。

为什么感受态很重要？

组织只有在当时处于感受态时才能对诱导信号做出响应；相同的信号在更早或更晚的时候可能没有效果，这有助于正确地安排发育事件的时间。