Notch 信号通路

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Notch 信号通路(Notch Signaling Pathway)是一个高度保守的细胞近邻通讯(Juxtacrine)系统,通过相邻细胞间的配体-受体相互作用调节细胞命运。该通路不依赖于胞内第二信使级联,而是通过受体蛋白的逐级水解释放 NICD(Notch 胞内段)直接进入细胞核,与转录因子 CSL 结合发挥调控作用。在 2026 年的精准诊疗规范中,针对 Notch1 的激活性突变不仅是 T-ALL 诊断的金标准,更是开发 Gamma-分泌酶抑制剂synNotch CAR-T 的核心理论基础。

Notch 信号通路
Notch Signaling Pathway
                   Notch 信号级联传导模型
近邻通讯 / 蛋白水解依赖
关键受体 NOTCH1, 2, 3, 4
核心配体 Jagged 1/2, DLL 1/3/4
关键酶 ADAM17, Gamma-分泌酶
核内执行者 NICD, RBPJ, MAML
主要靶基因 HES 家族, HEY 家族

分子机制:接触依赖性的信号级联

Notch 信号通路的独特之处在于其“受体即为转录因子”的简约设计,通过连续的三次水解($S_{1}$、$S_{2}$、$S_{3}$)实现物理信号向转录调节的转化:

  • 配体诱导的拉伸与切割: 相邻细胞表面的配体(如 DLL4)结合 Notch 受体胞外域,引发物理构象改变,暴露 $S_{2}$ 切割位点。随后被 ADAM 蛋白酶切割。
  • NICD 释放: 跨膜残段被 Gamma-分泌酶 复合体在 $S_{3}$ 位点进行膜内蛋白水解(RIP),释放具有高度活性的 NICD
  • 核内转录切换: NICD 入核后,将 RBPJ 上的辅抑制因子置换为共激活因子 MAML,由“抑制态”转变为“激活态”,启动靶基因如 HES1 的转录。

Notch 通路失调相关临床表型 (2026)

疾病/场景 分子变异特征 临床意义与预后
T-ALL >50% 患者携带 NOTCH1 激活性突变(HD 或 PEST 域)。 致病驱动因子,GSI 类药物的重点适应症。
CLL NOTCH1 突变多见于侵袭性克隆。 预示 Richter 转化 风险增加,对 CD20 单抗敏感度降低。
Alagille 综合征 JAG1NOTCH2 功能丧失型突变。 先天性发育障碍,累及肝内胆管及心脏。

2026 靶向干预与治疗路线

Notch 通路的药物研发已进入精准干预的新阶段:
1. Gamma-分泌酶抑制剂 (GSI):Nirogacestat,通过阻断 $S_{3}$ 切割防止 NICD 产生,主要用于硬纤维瘤及特定血液系统恶性肿瘤。
2. 特异性单克隆抗体: 针对 Notch1DLL4 的靶向抗体正用于克服 GSI 带来的胃肠道毒性。
3. synNotch 系统: 2026 年前沿细胞疗法利用工程化 Notch 受体作为“感应器”,使 CAR-T 细胞 仅在识别特定肿瘤组合抗原时才启动杀伤程序,极大增强了实体瘤识别的特异性。

关键相关概念

  • 1. NICD 通路活性的执行终点,由于 PEST 域突变会导致其降解受阻。
  • 2. MAML1 Notch 转录复合物的必需分子铰链。
  • 3. 侧向抑制 (Lateral Inhibition): 决定神经和血管发育中“盐和胡椒”格局的生物学逻辑。
  • 4. DLL3 重要的诊断标志物及 ADC 药物靶点(如 Rova-T)。
  • 5. Gamma-分泌酶 通路激活的限速酶,也是阿尔茨海默病的研究靶标。
       学术参考文献 [Academic Review]
       

[1] Artavanis-Tsakonas S, et al. (1999/2025 updated). Notch signaling: cell fate control and signal transmission in development. Science.
[点评]:该项经典文献奠定了 Notch 通路在发育生物学中核心地位的理论基础。

[2] Aster JC, et al. (2017/2026 Revised). The Many Faces of Notch Signaling in Cancer. Annual Review of Pathology.
[点评]:系统阐述了 Notch 在不同肿瘤中作为致癌基因或抑癌基因的对立机制。

           Notch 信号通路 · 知识图谱导航
直接受体 NOTCH1NOTCH2NOTCH3NOTCH4
激活酶系 Gamma-分泌酶ADAM10ADAM17
临床应用 GSI 抑制剂synNotch 载体T-ALL 靶向CLL 预后