泛素-蛋白酶体系统(Ubiquitin-Proteasome System, UPS)是细胞内关键的蛋白调控系统,负责真核细胞胞内80%-90%蛋白降解,是动态双向蛋白修饰调控系统。其核心为E1-E2-E3酶促级联催化泛素与靶蛋白共价结合,E1激活泛素,E2传递泛素,E3精准识别靶蛋白,E4可延长泛素链形成的多泛素链被26S蛋白酶体识别降解,26S蛋白酶体由19S调节颗粒和20S催化核心组成,19S识别靶蛋白并解折叠,20S将其降解为小肽,泛素则回收再利用。去泛素化酶(DUBs)是该系统的反向调控因子,能水解泛素与靶蛋白或泛素链间的连接键,调控蛋白降解。UPS通过调控蛋白稳定性,参与细胞周期、增殖、迁移、DNA损伤修复等过程,其功能异常与癌症等疾病相关 [1]。
急性胰腺炎(Acute pancreatitis,AP)是临床常见急腹症,以胰腺组织水肿、炎症细胞浸润及酶原异常激活为核心特征,严重时可引发多器官功能衰竭,其发病机制及干预研究需依赖可靠动物模型。雨蛙素(Cerulein)作为一种与胆囊收缩素(CCK)结构相似的多肽,因能特异性激活胰腺腺泡细胞CCK-A受体,诱导胰酶提前激活并引发炎症级联反应,成为构建AP模型的经典工具[1-2]。
cGAS-STING信号通路是先天免疫应答中的关键通路。cGAS可识别病原体DNA、受损染色体DNA或线粒体DNA等异常DNA,在与dsDNA结合后发生液-液相分离,促进cGAMP生成。核内大部分cGAS与核小体结合受抑制,BAF1可阻止其结合基因组DNA,SPSB3与CRL5介导其泛素化降解。
自噬是一种基本的细胞过程,它通过溶酶体介导的降解作用清除分子和亚细胞成分,包括核酸、蛋白质、脂质和细胞器,以促进细胞的稳态、分化、发育和存活。自噬起始由ULK1复合物(FIP200/ATG13/ATG101)调控,受AMPK(激活)和mTOR(抑制)反向调节。AMPK磷酸化ULK1,启动自噬体形成。PIK3C3复合物(VPS34/VPS15/ATG14L/AMBRA1)生成PtdIns3P招募WIPI蛋白和ATG9小泡,促进膜延伸。LC3经ATG4加工为LC3-I,再与PE结合形成LC3-II 嵌入自噬体膜并识别底物。自噬体通过RAB蛋白、SNARE及HOPS复合物与溶酶体融合,内容物被降解回收。LC3-II被ATG4切割循环利用,完成自噬过程[1]。
TGF-β/Smad信号通路是调控细胞增殖、分化、凋亡及组织稳态的关键通路。TGF-β家族配体二聚体与细胞膜上相应的II型受体(TβRII)和I型受体(TβRI)形成复合物,诱导 TβRII磷酸化TβRI,并激活TβRI的激酶活性。随后,TβRI招募并激活下游的Smad蛋白。活化的R-Smad与Co-Smad(Smad4)结合形成复合体,转入核内调控靶基因的转录。该通路受抑制性Smad 及泛素化降解等机制负调控。异常TGF-β信号与纤维化、癌症及自身免疫疾病密切相关[1,2]。
JAK-STAT信号通路是细胞因子介导的重要细胞内信号转导途径,参与调控细胞增殖、分化、凋亡和免疫应答等过程。当细胞因子与受体结合后,受体结合的JAKs发生自磷酸化并激活,进而磷酸化受体胞内段的酪氨酸残基,为STAT提供锚定位点。STAT被招募并磷酸化后形成二聚体,转位至细胞核内,结合特定DNA序列调控靶基因表达。该通路受SOCS、PTPs、PIAS等负调控蛋白的精细调节。JAK-STAT异常活化与肿瘤、免疫缺陷病、自身免疫与炎症疾病密切相关[1,2]。
铜死亡(Cuproptosis)是近年来发现的一种新型程序性细胞死亡方式,依赖于铜离子的积累并与线粒体代谢密切相关[1,2]。铜离子通过铜转运蛋白进入细胞并富集于线粒体,在FDX1的介导下还原为亚铜离子(Cu+)。Cu+直接结合三羧酸循环(TCA)中的脂酰化蛋白,导致这些关键酶异常聚集,破坏代谢稳态;同时,Cu+干扰铁硫簇(Fe-S)蛋白的组装,损害电子传递链功能,引发线粒体能量代谢紊乱。此外,铜离子还通过消耗谷胱甘肽等抗氧化系统,加剧氧化应激,最终触发不可逆的蛋白毒性应激反应,使细胞死亡[2]。
肺纤维化是一种以肺组织瘢痕形成、肺泡结构破坏和肺功能进行性下降为特征的慢性疾病,常见于特发性肺纤维化(IPF)。其核心机制包括肺泡上皮细胞损伤、炎症反应、成纤维细胞活化及细胞外基质过度沉积,最终导致肺组织僵硬和呼吸衰竭。
铁死亡(Ferroptosis)是一种铁依赖的脂质过氧化驱动的细胞死亡形式,区别于凋亡和坏死。其核心机制涉及谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)活性抑制,导致脂质ROS积累。
帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一种中枢神经系统继发性退行性疾病,其特征是黑质致密部中多巴胺能(DA)神经元的进行性丢失[1]。1983年,Langston等人首次发现1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(MPTP)可诱导人类出现类似PD的症状,这一突破性发现为建立PD动物模型提供了基础。