淋巴细胞是免疫系统中重要的免疫活性细胞，其活化过程的信号转导（signal transduction）及其分子基础极为复杂，是目前分子免疫学及免疫生物学中研究的热点。目前对T淋巴细胞活化过程中信号转导及其分子基础的研究较深入，而对B细胞的研究资料还较缺乏。本章着重介绍T淋巴细胞活化过程中信号转导的分子基础。
所谓信号转导是指外部的信号通过细胞膜上的受体蛋白传到细胞内部，并激发出诸如离子通透性、细胞形状或其它细胞功能改变的应答过程。信号转导的最终结果是活化了某些蛋白分子，活化后的蛋白发生构型变化，具有了转录因子的功能，它们作用于靶基因，使一些基因打开或使一些基因关闭，从而引起细胞功能的改变。T淋巴细胞活化是一个涉及多种细胞表面受体以及一系列相关多肽的复杂过程。T细胞受体（TCR）提供了识别和结合配体的结构，而多种相关分子则是作为信号转导途径中的介体（mediators）。抗原或T细胞受体（TCR）复合体相应抗体的刺激，激活了T细胞多种信号传导途径，它们各自发挥级联（cascade）反应，调节最初的活化步聚，并将信号转导进入细胞核内，触发在遗传上预先确定的若干个途径中的某一个或几个途径，并诱导T细胞的增殖和分化，从而发挥其效应功能。
目前认为T细胞的活化途径除经典的磷脂酰肌醇（phosphatidylimositol）代谢途径之外，还包括蛋白酪酸激酶途径以及T细胞活化旁路途径。磷脂酰肌醇代谢途径可在T细胞及其它多种细胞类型中发挥作用，通过磷脂酰4，5-二磷酸肌醇（PIP2）的水解以及1，4，5-三磷酸股醇（IP3）和1，2-二酰基甘油（diacylglycerol,DAG）第二信使的形成，导致细胞内钙离子的流动，从而活化丝氨酸-苏氨酸特异的蛋白激酶C（proteinkinase C,PKC）(图8-1)。蛋白酪氨酸激酶途径是一种不同于磷脂酰肌醇代谢途径的新的T细胞活化途径，主要是通过蛋白酪氨酸激酶（protein tyrosinedinase,PTK）以及一些调控PTK的酶而活化T细胞的。T细胞活化旁路途径是指由T细胞表面多种分子参与活化信号传递的途径，在小鼠T细胞参与旁路途径活化的表面分子有Ly-6、Thy-1和Qa-2；有人类有CD2、CD5、CD28、CD55、CD59、CD73和VLA-5（CD49e/CD29）等。酪氨酸磷酸化及去磷酸化是T细胞淋巴活化过程中重要的早期事件，并受到多种酶的控制，这些酶通过与T细胞活化过程中的其它分子的密切联系，一起控制淋巴细胞活化过程中的信号转导。
T淋巴细胞活化通常需要克隆型TCR（clonotypic TCR）同抗原提呈细胞（APC）表面主要组织相容性复合体（MHC）分子所提呈抗原多肽相互作用。TCR/CD3复合物中TCR提供特异性结合抗原的结构，CD3分子参与受体的装配及信号传递。目前认为，在TCR/CD3结合抗原后可以导致一个或多个与之相关PTKs的活化，随后发生多种底物酪氨酸磷酸化以及磷酶Cγ1（phospholipase C γ1,PLCγ1)的活化，后者使PIP2水解形成DAG和IP3，这些第二信使可引起细胞内钙离子尝试突然升高，最后导致T细胞的活化增殖。经TCR介导信号传递过程中涉及到许多相关分子，主要包括TCR/CD3复合体、G蛋白、PTKs、蛋白酷氨酸磷酸酯酶（protein tyrosine phosphatase,PTPase）、PLC以及PKC等。
图8-1 磷脂酰肌代谢途径（模式图）
注：抗原与TCR结合后可激活磷脂酰肌醇特异的磷脂酶C，随后它作用于PIP2，使之产生IP3和DAG。IP3和A23187可使细胞内钙离子浓度升高；DAG和TPA可以激活PKC。
TCR：T cell receptor,T细胞受体
PLC：phospholipase C,磷脂酶C
PI：inositol phospholipids,磷脂酰肌醇
PIP2:phosphatidyl inositol P2,磷脂酰肌醇二磷酸
IP3:inositol P3,肌醇三磷酸
PKC：protien kinase C,蛋白激酶C
DAG:diacylglycerol,二酰基甘油
A23187:钙离子载体
TPA:12-0-tetradecanoylphordol-13-acetate,乙酸豆寇佛波酯
PI-PIC，磷脂酰肌醇特异性的磷脂酶C
TCR/CD3复合体中的两个多态型亚单位（TCRαβ或TCRγδ）主要功能是识别结合MHC分子的抗原，而胞浆区非常短；CD3分子的主要功能是参与TCR/CD3复合体的装配和稳定以及信号转导（表8-1）。CD3分子亚单位的胞浆内部分含有一个共同的序列，即D/EX2YX2L/IX8YX2L/I，其中含有两个YXXL/I结构。由于其序列同淋巴细胞抗原识别后淋巴细胞的活化及信号转导关系密切，因而把此序列称为抗原识别活化基序（antigen recognition acivation motifs,ARAMS）其中含有两个YXXL/I结构。由于其序列同淋巴细胞抗原识别后淋巴细胞的活化及信号转导关系密切，因而把此序列称为抗原识别活化基序（antigen recognition activation motifs,ARAMS）。其中CD3γ、ε、δ各含一个ARAM，η链含二个，ζ链含三个。此外，在B细胞受体（b cell receptor ,BCR）α链（Igα、CD79a）和β链（Igβ、CD79b）、FcγRⅢ以及Fcεr I的γ链、FcεR I β链等中也含有类似结构的ARAM。经突变及嵌合分子等研究证实，ARAM是TCR信号转导的结构基础，单独分离的ARAM能够转TCR介导的信号。TCR与抗原结合后可激活一些PTKs，包括TCR相连的p59fyn、ZAP-70（ζassociated protein-70)、CD4/CD8相连的p56lck以及其它src相关的PTKs（图8-2），随后引起多种底物的酪氨酸磷酸化。
图8-2 TCR与抗原结合后导致一些激酶的活化
目前证实TCR激活的PTKs底物有原癌基因产物Vav、42kDa的微管相关蛋白激酶（Mi-crotubule-associated protein kinase,MAPK）、PLCγ1及CD3ζ链（图8-3）。这些磷酸化的蛋白在信号转导中具有重要作用。
TCR/CD3复合体根据结构特点可分为三组：（1）两个多态型亚单位即TCRβ或TCRγδ，属免疫球蛋白超家族成员，各含有一个V区和一个C1区；（2）CD3γ、δ和ε链，亦属免疫球蛋白超家族成员，各含有一个C2区；（3）ζ和η链，胞膜外区很短，不属于免疫球蛋白超家庭的成员（图8-4）。
图8-3 TCR同抗原结合后所引起的PTKs底物磷酸化
TCRαβ和TCRγδ中两个多态型亚单位具有类似免疫球蛋白可变区（V）和恒定区（C）的结构域，其中V区能同抗原特异地结合。αβ或γδ链通常以异源二聚体形式表达在T细胞表面，成熟的T淋巴细胞根据其细胞表面表达的异源二聚体受体类型不同可分为两个亚群：TCRαβ亚群，包括大多数的外周成熟T细胞；TCRγδ亚群，主要是定居在组织上皮中大多数淋巴细胞。
(一)TCRαβ
CD4阳性TCRαβ T细胞可识别非已MHCⅡ类抗原（同种异体抗原）或自身MHCⅡ类抗原与外来抗原复合物。CD8阳性TCRαβT细胞则可识别非已MHC I类抗原或自身MHC I类抗原与外来抗原的复合物。α链分子量44-60kDa，等电点为4.4-4.7；β链40-55kDa，等电点6.0-6.2。α和β链各由一个可变区（V区）和一个恒定区（C区）组成，与Ig的V区和C区大小相似。每个功能区系由二硫键相连的50-60氨基酸残基组成的环肽。此外还有一个穿膜区和一个烄短的含亲水氨基酸的胞浆部分（5个氨基酸残基）。α和β链的连接肽（connecting peptide）处由二硫键连接为双体。在空膜部分各含一个赖氨酸，可能同CD3中γ、ε和δ键穿膜部分的天冬氨酸或谷氨酸形成盐桥，与TCR信号通过CD3传递有关。
（二）TCRγδ
γ链分子量为40-60kDa，δ链为40-60kDa，γ与δ链由非共价键相连。在小鼠和部分人的TCR中，γ和δ也可由二硫键相连接，这种二聚体中γ和δ链分子量分别为36-40kDa和43kDa。
CD3ε、γ和δ链的cDNA序列分析表明，它们都属于I型跨膜蛋白，都含有一个约有50氨基酸残基组成的类似免疫球蛋白胞外功能域，编码这些肽链的基因密切连锁，可能起源于同一祖先基因。在复合体中，CD3γ、δ和ε以二种非共价键形式γε和δε异源二聚体存在。
ε链分子量为20-25kDa，从编码ε cDNA推算出多肽链的结构，包括氨基端104个亲水性氨基酸，穿膜部分为26个氨基酸残基，胞浆内为81个氨基酸残基。编码ε基因与δ链基因连锁在一起。研究表明，ε链胞浆内功能域的缺失不会导致明显的信号转导障碍，且缺乏ε链的TCDR/CD3复合体足以产生抗原介导的细胞活化和IL-2的产生。但通过构建嵌合分子进行基因转染试验证实，在缺失ζ链的淋巴细胞中，ε链胞浆功能域可以转导淋巴细胞活化信号。另外，ε和ζ胞浆功能域活化T细胞可引起不同方式的蛋白磷酸化，提示ε和ζ亚单位可能涉及到两种不同的独立的跨膜信号转导生化途径。目前研究发现，ε链主要介导抗原或超抗原（superantigen）的活化信号；ζ链除介导抗原的活化信号外，还可介导经淋巴细胞表面分子（如CD2）以及致有丝分裂原（如PHA、PMA）所产生的活化信号。
从基因水平研究发现，ζ和η链是同一基因的两种不同的拼接形式。ζ链由前1-8外显子编码，而η链是前1-7加上第9外显子编码。在遗传和结构上，与CD3γ、ε和δ三个亚单位不同，ζ和η链只有一个短的细胞外功能域（9个氨基酸残基）。ζ和η链在氨基酸水平的主要差异存在胞浆内，η链比ζ链多42个氨基酸残基，但缺少6个潜在的酪氨酸残基磷酸化位点中的一个。沁ζ、η和Fcεr Iγ多肽链共同表达于同一个细胞时，一个ζ亚单位可同ζ、η或Fcεr Iγ三个亚单位中的任何一个通过二硫键形成三种不同的二致辞体如ζ-ζ、ζ-η或ζ-Fcεγ（Ige Fc I型受体γ链），因此有人将ζ、η和FcεR Iγ链称之为ζ家族（ζfamily）。以TCRαβ多态型为例，可有TCRαβγεδεζζ或TCRαβγεδεηζ不同组合的TCR/CD3复合物，并可能共同存在于同一个细胞表面，把某一抗原与不同信号转导途径连接起来。
（一）ζ链
ζ链绝大多数以同源二聚体即ζ-ζ形式存在，仅有10%以异源二聚体（ζ-η）形式存在。ζ链是一种高度保守的结构，分子量为10kDa，从小鼠ζ链的cDNA推算出信号肽21个氨基酸残基，胞膜外区为9个氨基酸残基，穿膜区21个氨基酸残基，胞浆区113个氨基酸残基。目前已知，ζ链是一种受体激活的蛋白酪氨酸激酶底物，当受体与配体结合后，ζ链很快发生酪氨酸磷酸化，参与淋巴细胞活化信号的转导。用基因转染方法证实，ζ链胞浆内功能域具有将受体结合与细胞内信号转导途径连接起来的功能。目前发现，ζ链并非为TCR/CD3复合体所特有，它可以不依赖CD3的其它亚单位而存在于NK中，并同FcζγRⅢ（CD16）相连。此外，在TCR触发后，ζ链可以同一胞浆内称为ζ链相关蛋白70（ZAP-70）相结合，AP-70为一种胞浆内具有PTK活性的信号蛋白，含有两个SH-2（srchomology region 2,SH-2）结构域以及一个与猪脾中PTK syk相关的激酶结构域，ZAP-70分子中SH-2与ζ链中磷酸化的酪氨酸残基相结合，ζ链的酷氨酸磷酸化是由p59fyn或p56lck催化所致。
(二)η链
小鼠η链分子量为21kDa，可与ζ以异源二聚体形式存在。在人体细胞中至今还缺乏分子水平的证据来证明η蛋白产物及其在细胞中转录物的存在。采用不同探针在体外进行核糖核酸酶保护试验证明，人及某些哺乳动物有η样区产物表达，对其序列分析表明，η样区产物是ζ基因经选择拼接后所产生，但在人类η样区表达水平很低，仅有ζmRNA水平的0.25%.不同物种η样区基因在核苷酸水平高度保守,但由于读框改变使得它们在氨基酸水平无明显同源性。
表8-1 T细胞抗原受体复合体中的蛋白多肽
| 名称 | 功能 | 分子量（kDa） | 多聚体形成 | 特点 | |
| 人 | 鼠 | ||||
| TCRα | 作为MHC-Ag复合体识别受体的肽链 | 45～60 | 44～55 | α β | IGSF成号；基因重排；CD4+或CD8+T细胞 |
| TCRβ | 作为MHC-Ag复合体识别受体的肽链 | 40～50 | 40～55 | α β | IGSF成员；基因重排；CD4+或CD8+T细胞 |
| TCRγ | 作为MHC-Ag复合体识别受体的肽链 | 45～60 | 45～60 | γδ或γγ | IGSF成员；基因重排；为CD4-CD8-T细胞 |
| TCRδ | 作为MHC-Ag复合体识别受体的肽链 | 40～60 | 40～60 | γ δ | IGSF成员；基因重排；主要为CD4-CD8-T细胞 |
| TCRγ | 作为αβ和γδTCDR信号转导分子 | 25～28 | 21 | IGSF成员；丝氨酸残基磷酸化 | |
| TCRδ | 作为αβ和γδTCDR信号转导分子 | 20 | 28 | IGSF成员；丝氨酸残基磷酸化 | |
| TCRε | 作为αβ和γδTCDR信号转导分子 | 20 | 25 | IGSF成员；丝氨酸残基磷酸化 | |
| TCRζ | 作为αβ和γδTCDR信号转导分子 | 16 | 16 | ζζ或ζη | 酪氨酸残基磷酸化 |
| TCRη | 作为αβ和γδTCDR信号转导分子 | ？ | 21 | ζη | |
| TCRψ | 参与胞浆内质网 | 28 | 28 | 不表达在细胞表面 | |
| （或TRAP） | CD3分子的装配 | TCR/CD3复合体中 | |||
注：TRAP：T cell receptor-associated protein,T细胞受体相关蛋白
IGSF：immunoglobulin superfamily,免疫球蛋白超家族
在T细胞成熟过程中，TCR/CD3复合体中任何一个亚单位缺陷，可能导致细胞功能低下，甚至引起临床症状。TCR/CD3复合体形成过程通常是按以下顺序进行的；首先CD3γ、δ和ε三种肽链通过形成γ-ε和δ-ε两种异源二聚体成为稳定的复合物核心，TCRαβ（或TCRγδ）与之结合，随后ζ-ζ或ζ-η二聚体同TCRαβ（或γδ）/CD3γεδε复合物结合，最后转移到T细胞表面。CD3γ和δ的缺陷可能影响TCR/CD3复合物的装配和表达。γ-TCRID（TCr immunodeficiencies）患者的TCR/CD3复合物在外周血T细胞膜中的表达较正常人低两倍，可发生腹泻和致命性病毒性肺炎。ε-TCRID患者的TCR/CD3复合物在外周血T细胞膜中表达较正常人低10倍，但这些患者的临床症状较轻微，提示患者T细胞表达的TCR/CD3的功能基本是正常的。
组成TCR/CD3复合体的分子以及这些分子在一系列生化事件中将信号转导核内方面的研究也取得很大进展。TCR通过两种或更多不同的独立的途径中某一途径传递信号，取决于被选择的TCR/CD3和/或TCR/CD3相关分子的活化，这些分子在某个途径起作用，并决定着细胞所获得的效应功能的转归。TCRαβ或γδ克隆型异源二聚体，能同CD4或CD8复合体分子相连，并可具有CD3中ζ-ζ、ζ-η甚至ζ-γ二聚体蛋白，在同一个T细胞中可以表达一种类型以上TCR分子。不同TCR以及它们相关信号转导途径反映了：（1）存着许多功能上不同的T细胞亚群；（2）分化的T细胞对在不同途径中的所需要的条件取决于它们分化的不同阶段。例如：抗原刺激可以诱导某个分化阶段T细胞发生增殖，对另外一群T细胞可能诱导程序性细胞死亡，而在T细胞第三亚群中可能诱导免疫无反应性。另外，单独一个成熟T细胞在免疫应答过程中发挥辅助功能或细胞毒作用，可能同选择与相应受体相连几种信号传递途径的不同有关。
由于分子生物学和基因工程技术的应用，TCR/CD3中新成员以及它们相关分子方面的研究获得了相当大的进展。但是，还不能回答关于抗原刺激如何选择几种信号转导途径中的某一种，以及它们在每个途径中起何作用，因此，涉及到经TCR途径信号转
导的新分子及其作用机理还有待进一步鉴定和阐明。
蛋白酷氨酸激酶（proteintyrosine kinase,PTK）是一类催化ATP上γ-磷酸转移到蛋白酪氨酸残基上的激酶，能催化多种底物蛋白质酪氨酸残基磷酸化，在细胞生长、增殖、分化中具有重要作用。迄今发现的蛋白酪氨酸激酶中多数是属于致癌RNA病毒的癌基因产物，也可由脊椎动物的原癌基因产。根据PTK是否存在于细胞膜受体可将其分成非受体型和膜受体型。
1.非受体型 以src基因产物为代表，此外还有Yes、Fyn、Lck、Fgr、Lyn、Fps/Fes及Ab1等。徐后两者外，其余非受体型蛋白酪氨酸激酶src家族分子理约为60kDa的蛋白质，它们之间除了N末端80个氨基酸组成不同外，其作部分都非常相似。
2.受体型 根据它们的结构不同，受体型酪氨酸激酶可以分为9种类型，其中较常见的有4种类型（图8-5）。
（1）表皮生长因子受体（EGFR）家族：EGF-R家族成员包括EGF-R（分子量为170kDa，广泛表达于多种组织细胞中）、erbB2/neu 及erbB-3基因表达产物。其家族成员的特点是在胞膜外有两个富含半胱氨酸的区域，胞浆内含有一个有酪氨酸激酶活化性的区域。
（2）胰岛素受体家族：其家族成员包括胰岛素受体（insulin receptor,IR）、胰岛素样生长因子-1受体（insulin-like growth factor-1receptor,IGF-1R）以及胰岛素相关受体（insulin related receptor,IRR）。胰岛素受体家族成员是由二个α亚单位和二个β亚单位通过链间二硫键形成的异源四聚体。其中α亚单位为配体结合部位；β亚单位的胞浆内部分含有酪氨酸激酶活性区域。
（3）PDGF/MCSF/SCF受体家族：其家族成员包括血小板衍生的生长因子α受体（PDGF-αR）、PDGF-βR、巨噬细胞集落刺激因子受体（M-CSFR）以及干细胞生长因子受体（SCFR）。以上成员的特点是胞膜外含有5个免疫球蛋白样结构域，胞浆内含有两个呈串联结构的酪酸激酶功能区。
（4）成纤维细胞生长因子受体（FGFR）家族：FGFR家族成员有FGFR1、FGFR2、FGFR3以及FGF4。它们的特点是在胞膜外含有3个免疫球蛋样结构域，其中在第1和第2结构域之间有一个含8个连续的酸性氨基酸结构，又称酸性盒结构域（acid box domain）；胞浆内含有两个呈串联结构的酷氨酸激酶功能区。
图8-5 受体型酪氨酸激酶示意图
家体型酪氨酸蛋白激酶所介导的信号传递途径中涉及到一种重要的蛋白激酶即丝裂原激活的蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase,MAPK）。MAPK属于一种Ser/Thr蛋白激酶，可在多种不同的信号转导途径中充当一种共同的信号转导成份，且在细胞周期调控中发挥重要的作用。目前MAPK家族中至少有4个成员已被纯化和深入研究。如p42mapk,p44erk1,p54MAPK及p44mpk。这些MAPK最初由于不同的研究目的而被发现，因而它们各自还有着其它一些名称。如p42mapk也称为微管相关蛋白激酶（microtubule-associatedprotein-2 kinase,MAP-2k）及细胞外信号调节的激酶2（extracellular signal-regulated kinase2,ERK2）等。
属于src家族的蛋白酪氨酸激酶是一组膜结合蛋白，包括p60arc、p56lck、p59fyn、p59yes、(p62ues)、p56lyn、p59hck、p55fgr和p55blk等成员。但由于src家族PTKs缺乏胞外及跨膜序列，因此这些src家族PTKs通过其N末端与细胞膜表面蛋白的胞浆内结构域相连接，从而发挥信号转导作用（表8-2）。已证实p56lck参加CD4和CD8介导的信号传递；p59fyn参加TCR/CD3复合体介导的信号传递；p56lyn参加B细胞受体（BCR）介导的信号传递。经TCR途径T细胞活化后最早生化事件是几种内源性底物酪氨酸磷酸化水平的升高。这种酪氨酸磷酸化可能由p56kk或一个与PTK相关的称为p59fyn所介导。p59fyn主要表达于T淋巴中，发挥某些独特的调节功能。然而，还有一些调节功能更为广泛的PTKs表达于包括T细胞在内的多种细胞类型中，包括：（1）最初从小鼠脾细胞中发现的tk1蛋白产物；（2）在T细胞有丝分裂中数量可见增加并同T细胞瘤的发生有关的p34pim；（3）表达于T细胞中c-abl、ltk、c-kit和其它原癌基因蛋白产物。这些PTKs的确切功能还不清楚。
表8-2 同src家族PTKs相连接的细胞表面蛋白
| 细胞表面蛋白 | 细胞类型 | src家族PTK |
| TCR-CD3 | T | Fyn |
| CD2 | T | Fyn |
| CD4 | T | Lck |
| CD8 | T | Lck |
| CD45 | T | Fyn、Lck |
| BCR | B | Blk、Lyn(Fyn)、Lck |
| FcγRⅢ（CD16） | NK | Fyn |
| IL-2R | T，NK | Lck、Lyn |
| FcεR I | 肥大细胞、嗜碱性粒细胞 | Yes、Lyn(src) |
| FcεR Ⅱ（CD23） | 肥大细胞、嗜碱性粒细胞 | Fyn |
| CD36 | 血小板 | Lyn、Fyn、Yes |
p56lck属于以p60v-src/c-src为代表的蛋白酪氨酸激酶家族成员。同这个家族的其它成员一样都具有酪氨酸激酶活性。目前发现，p56lck相对特异地存在于淋巴细胞中，尤其是成熟的静止T淋巴细胞中。p56lck可能在T细胞活化信号转导以及分化调节过程中起着重要的作用。
（一）p56lck结构和功能特点
1.p56lck的结构 p56lck是由lck基因编码的分子量为56kDa的单链分子，由509个氨基酸残基组成。在小鼠，lck基因定位于4号染色体，人lck基因定位于1号染色体的1p32-35区间。同其它具有PTK活性的生长因子受体如EGF-R和PDGF-R等比较，p56lck分了属于非受体型蛋白酪氨酸激酶，无胞膜外区，其N-端通过豆蔻酸（myristic acid）与细胞膜内侧面相连。p56lck分子结构可以分为四个功能区：（1）膜接触区，位于N-端，N-端第2位Gly能结合豆蔻酸，通过豆蔻酸与细胞膜内侧面相连；（2）底物作用区，该区的氨基酸结构不同于src家族的大部分其它成员；（3）催化区或激酶区，这一区域在氨基酸组成上与其它src家族成员高度同源；（4）调节区，位于羧基端，可能与p56lck的PTK活性的特异调节有关（图8-6）。
图8-6 p56lck分子的功能区
2.p56lck的功能特点 p56lck底物作用区存在几个位置尚不明确的Ser磷酸化位点；催化区Lys273是ATP结合点，Tyr394为自身磷酸化位点；调节区Tyr505是调性磷酸化位点。在静止细胞中，p56lck在Tyr505上发生磷酸化，但当细胞活化时这个残基则发生去磷酸化，随之发生激酶的活化以及Tyr394的自身磷酸化。目前研究认为，CD45通过使Tyr505去磷酸化对p56lck起正调控作用；而p50csk是使Tyr505发生磷酸化对p56lck则起负调控作用。CD45和p50csk对其它src家族PTKs也发挥着同样的调节作用。
（二）p56lck与CD4/CD8分子
1.p56lck的分布 CD4和CD8以共受体形式（coreceptor）表达于成熟的T淋巴细胞，尽管CD4和CD8跨膜分子都属于免疫球蛋白超家族，但它们之间仅存在有限的同源性。CD4和CD8分子分别与MHCⅡ类和MHc I类分子的恒定区决定簇相互作用。CD4是分子量为55-60kDa的糖蛋白，以单体形式表达。CD8是由二致辞体组成，有两种形式：一种是由两条α链（32-34kDa）组成的同源二聚体；另一种形式是由α链和β链（25-26kDa）组成的异源二聚体。CD4和CD8分子中胞浆内部分子不具有激酶功能区，因此它们与受体酪氨酸激酶如EGF-R或PDGF-R无同源性。目前已经证实CD4和CD8均与信号转导成份p56lckPTK相连接。p56lck几乎在所有淋巴细胞中表达，包括全部成熟T细胞和胸腺细胞，提示它可能在T细胞活化和分化调节过程中起作用。有关p56lck在T细胞活化信号中正调节作用的最初发现是p56lck直接同CD4或CD8复合受体分子胞浆内功能域相连接，在体外具有酪氨酸激酶活性，在体内，T细胞受到刺激后酪氨酸磷酸化水平增加。即使在静止的鼠CD4-T细胞中也有大约50%细胞内p56lck是同CD4糖蛋白相连接。
图8-7 p56lck同CD4、CD8作用的模式图
2.p56lck与CD4/CD8分子的连接 p56lck同CD4/CD8相互作用的区域位于分子的氨基端的底物作用区（图8-7），此区域在src相关PTKs中是独特的，含有4个半胱氨酸，这对于p56lck与CD4和CD8相互作用是必须的。底物作用区中6个带负电荷的氨基酸可使p56lck与CD4/CD8结合位点内相对应的碱性氨基酸残基相结合。在CD4和CD8α分子的胞浆内有一个含13个氨基酸的相似区域，经突变研究和肽竞争分析法证实此区域可能为p56lck结合区域。CD4和CD8α含有两个对于p56lck结合起关键作用的半胱氨酸以及与p56lck氨基末端负电荷相互作用的5个带正电荷的氨基酸。证实此区域中有6个氨基酸直接与p56lck结合有关，如果把这6个氨基酸残基从CD8α胞浆功能域转移到一个非相关蛋白水泡性口炎病毒糖蛋白（VSV-G）胞浆功能区域上，p56lck即可结合到这个杂交分子上去。
3.p56lck参与T细胞活化 用蛋白激酶C激活剂刺激T淋巴细胞可引起p56lck从CD4分子上解离下来，随后发生CD4内化。CD8分子在这方面不同于CD4，CD8+T淋巴细胞经PKC激活剂刺激事对CD8分子内化以及CD8-p56lck的解离影响极微。现已提示，p56lck可能以生长因子PTK受体相同方式起作用，即TCR结合与MHC相连的抗原后，CD4中CD8与MHC相互作用，与CD4或CD8相连接的p56lck补充到TCR多肽胞浆内部分靠得很近的区域，然后发生PTK的活化以及TCR内底物（？）和/或其邻近分子（PLCγ1？）的磷酸化。p56lck除参与抗原诱导的淋巴细胞活化外，还可能参与T细胞的分化和成熟。在T细胞分化的所有阶段，包括CD4、CD8双阳性胸腺细胞都可检测到p56lck与CD4和CD8形成的复合物。
（三）p56lck与非CD4/CD8分子
p56lck除了同CD4和CD8形成复合体外，还可能同另外一些参与信号转导的细胞受体分子形成稳定的复合物。
1.p56lck与IL-2R的关系 IL-2R由α、β、γ三条肽链组成。三条肽的不同组合即αβγ，βγ以及单独α分别构成IL-2的高、中、低三种亲和力的受体。由于IL-2Rα链在胞浆内仅有一个较短的功能域（13个氨基酸残基），所以介导IL-2R信号转导主要为β和γ链。IL-2Rβ链胞浆内有两个结构域：其中一个靠近细胞膜，富含丝氨酸，对于IL-2诱导的增殖信号具有重要作用；另一结构域远离细胞膜，富含酸性氨基酸，为酪氨酸激酶物理连接部位。经IL-2Rβ链免疫沉淀后进行免疫印迹也证实了IL-2Rβ链同p56lck相连。体外系统中也发现IL-2结合到IL-2R后可促进p56lck活性，引起IL-2Rβ链的酪氨酸磷酸化。IL-2Rγ链胞浆内含86个氨基酸，无激酶功能区，但具有一个与SH-2同源的区域，可能参与IL-2R介导的信号转导。最近研究表明，IL-2Rγ链为IL-4、IL-7、IL-9、IL-13等细胞因子受体所共用（common chain,γC)。
2.p56lck与其它分子的关系 同p56lck相互作用的其它一组分子有人T细胞糖磷脂酰肌醇（glycophosphatidylinositol,GPI）连接的蛋白包括CD59、CD55、CD48以及小鼠T细胞中的Thy-1。应用免疫沉淀方法均能使这些分子同p56lck发生共免疫沉淀。此外，将T淋巴细胞同针对GPI连接的膜分子特异性抗体孵育，然后加入二抗使其交联，均发生几种内源性底物的酪氨酸磷酸化。
许多GPI连接的细胞表面分子可能以两种不同的形式表达在T细胞中，这是由相应分子mRNA不同拼接所致。一种形式是通过GPI附着在细胞膜上，另一种形式具有跨膜区和胞浆的PLC去掉所有GPI相连的膜蛋白后进行免疫沉淀，并分析它们相连的激酶活性，发现大多数酪氨酸磷酸化活性已丧失，表明GPI连接物对于同p56lck相结合是必需的。
采用烷基化试剂或金属离子结合试剂进一步证实了CD4/CD8多肽和GPI连接膜蛋白是分别通过两种不同的机理与p56lck相互作用的。这些试剂可以干扰p56lck同CD4或CD8分子的相互作用，因为p56lck同CD4或CD8的相互作用依赖游离半胱氨酸的存在，并需要金属离子使之稳定这种结合；而p56lck与GPI相连结的蛋白的结合则不受这些试剂影响。这些结果表明，p56lck通过两种或更多不同相互作用机理，直接或间接地同多种细胞表面蛋白形成复合物。
1.p59fyn的分布和结构 p59fyn为非受体PTKs src家庭的一个成员，见于多种细胞中。由于基因拼接的差异产生了两种不同形式的p59fyn。一种以高水平表达于大脑中（p59fyn），另一种主要存在于T淋巴细胞中（p59fyn）。p59fyn基本结构类似于p59fyn和p60src。它通过氨基末端豆蔻酸的基团共价结合于胞浆膜内面，羧基末端有一个负调控功能域，包括含有一个酪氨酸磷酸化位点Tyr528，与p59lckTyr505和p60srcTyr527所起的功能相似。此外，p59fyn还一个自身磷酸化位 点Tyr417。
2.p59fyn的功能 p59fyn可能与T细胞活化调节有关的证据最初来自对带有lpr(lymphoproliferation)或gld(generalizedlymphoproliferative disease)常染色体隐性基因小鼠T淋巴细胞特性的研究，这些T细胞可以表达高于正常T细胞10倍的p59fyn活性。由于大量不成熟T细胞扩增，lpr和gld纯合子小鼠可发生严重的淋巴结病和自身免疫性疾病。进一步研究发现，这些T细胞存在着固有的酪氨酸磷酸化的TCR-ζ链，并提示ζ链磷酸化可能是由p59fyn所介导的。lpr小鼠的T细胞不能经TCR/CD3途径对刺激剂产生应答，可能是由于ζ链磷酸化可能是由p59fyn所介导的。1pr小鼠的T细胞不能经TCR/CD3途径以刺激剂产生应答，可能是由于ζ链内在的磷酸化而使TCR与PLCγ1脱偶联有关。p59fyn同TCR/CD3复合物相连结，用温和去垢剂抽取细胞膜后与抗CD3ε体一起孵育时，p59fyn可与CD3组份发生共免疫沉淀。上述所有推测表明，p59fyn是TCR连接的信号结构所必需的，与p59fyn相连TCR/CD3亚单位是CD3ε。
不成熟CD4+CD8+胸腺细胞中p59fyn表达水平相对较低，当分化为CD4+CD8-或CD4-CD8+成熟T细胞时，p59fyn表达水平增加了10倍。表明p59fyn有利于T细胞的分化。用fyn cDNA同lck启动子融合后建立的转基因小鼠，p59fyn表达水平升高约20倍，并对T细胞系具有严格的限制性。虽然转基因小鼠胸腺细胞静脉型类似于正常鼠胸腺细胞，但对TCR介导的刺激应答增强，同时伴有酪氨酸磷酸化、细胞内钙离子浓度、IL-2产生和细胞增殖水平明显升高。
（一）SH-2结构域的结构特点
前已所述，PTKs src家族包括p59lck和p59fyn，这两个分子的氨基端有三个同源的区域。其中一区域对于豆蔻酸的附着是必需的，豆蔻酸可以通过疏水的相互作用和/或同一种胞浆膜蛋白结合的方式使得激酶定位于质膜上，这种胞浆膜结合蛋白实际上是豆蔻酸化多肽特异性受体。第二区域称为src同源区3（src homology3,SH-3），为一个保守的氨基酸序列，约含50个氨基酸，可见于多种胞浆信号蛋白（signaling protein）以及肌动蛋白结合蛋白中，如肌球蛋白、血影蛋白以及酵母细胞骨架蛋白。目前研究发现SH-3识别的部位是一些富含脯氨酸的区域。但对于SH-3结构域的功能研究还不太清楚，可能与以下几种功能有关：（1）在信号转导过程中调节蛋白与蛋白之间相互作用；（2）调节src相关PTKs与细胞骨架中某些成份相互作用；（3）连接酪氨酸激酶途径与小G蛋白（smallG protein）所调控的途径。第三区域称为src同源区2（src homology2,SH-2），能够识别蛋白中磷酸化的酪氨酸残基，是一个保守的蛋白序列，约有100氨基酸残基组成。通过X光衍射晶体分析法发现SH-2的中心为反平行β片层结构，为SH-2同磷酸化酪氨酸残基作用部位，两侧为α螺旋结构。SH-2主要存在于多种胞浆信号蛋白中（见图8-8），如IP2特异的PLC、磷脂酰肌醇3激酶（phosphatidylinositol 3 kinase,PI-3K）的调节亚单位（P85），调节ras活性的ras-GTP酶激活蛋白（GTPase activating protein,GAP）以及crk、abl和vav原癌基因产物等。
图8-8 参与T细胞活化并含SH-2、SH-3结构域分子的模式图
注：GAP:GTPaseactivating protein,GTP酶激酶活蛋白
SH-2：src homology region2,src同源区2
SH-3：src homology region 3,src同源区3
PLC：phospholipase C,磷脂酶C
（二）SH-2结构域的功能
SH-2的主要功能是介导胞浆内多种信号蛋白的相互连接，形成蛋白异聚体复合物，从而调节信号转导途径中的信号传递。信号蛋白的相互连接是通过的一个多肽分子上SH-2结构域与另一分子磷酸化的酪氨酸残基直接相互作用而完成的，并通过酪氨酸残基的磷酸化或去磷酸化而得到调控。胞浆内信号蛋白分子中SH-2作为一种具有识别功能的结构可以同具有PTK活性的细胞因子受体或PTK相关分子相结合（图8-9）。如小鼠血小板衍生的生长因子受体β（PDGF-βR）本身具有酪氨酸激酶活性，当与配体PDGF结合后，受体本身可以发生二聚体化（dimeration），形成二聚体的两条链互相交叉催化导致受体自身酪氨酸磷酸化，某特定位点的磷酸化的酪氨酸可以同胞浆内某些信号蛋白中的SH-2结合，使得具有PTK活性的激酶接近信号蛋白，然后使信号蛋白发生酪氨酸磷酸化，从而启动多种信号转导途径。例如（1）PLC中γ发生酪酸磷酸化后激活PLC，水解PIP2产生DAG和IP3第二信使物质，进一步发挥信号转导作用；（2）GAP的激活可以提高GTP酶活性；（3）PI-3K中的酪氨酸残基磷酸化后即被激活，提高PI-3K产物水平[PtdIns3P、PtdIms(3、4)P2、PtdIns(3、4、5)P3]，进而在信号转导过程中发挥重要作用。
图8-9 胞浆内信号蛋白通过其SH-2与生长因子受体中磷酸化的酪氨酸残基相互作用模式图
注：Y：酪氨酸残基
（三）Vav蛋白
Vav癌基因产物是T细胞活化过程中另一种含SH-2蛋白。Vav蛋白含一个SH-2和两个SH-3结构以及其它一些常见于转录因子中的结构，包括一个碱性区域螺旋-环-螺旋亮氨酸拉链结构域，可使蛋白形成二聚体并具有DNA结合活性的锌指结构以及一个核定位信号（nuclear localizationsignal）。TCR发生交联后的T细胞以及经EGF-R、PDGF-R、IgE-R以及IgM-R刺激途径的其它细胞类型如成纤维细胞、嗜碱性粒细胞、B淋巴细胞均有Vav蛋白酪氨酸磷酸化的发生。Vav酪氨酸磷酸化可能使Vav从膜附着的受体复合物中释放出来并进入细胞核内，通过直接结合琶DNA上调节基因的转录。因此Vav代表了一个独特的酪氨酸磷酸化底物，它可以通过把细胞表面受体与转录调控连接起来的方式，在信号转导中发挥独特的作用。
综上所述，在信号转导过程中涉及到多种信号蛋白的相互作用，这些信号蛋白的相互作用通常是由信号蛋白中某些特殊功能域来实现的，除以上提到的SH-2、SH-3功能域外，还有一些信号蛋白中GAP、PLCγ等，含有一同源区域，此区域约由100氨基酸残基组成，由于它最初发现于pleckstrin中，因而被称为pleckstrin homology(PH)。PH功能域可用同G蛋白相互作用，如β肾上腺素能受体激酶（β-adrenergicreceptor kinase,βARK）中PH功能域可以同G蛋白中β和γ亚单位相结合，目前对PH在信号转导过程中的确切作用还不清楚。
T细胞活化中所发生的多种蛋白分子酪氨酸磷酸化提示必需有蛋白酪氨酸磷酸酯酶（protein tyrosine phosphatase,PTPase）来拮抗这种作用，通过负反馈来维持机体生理功能的平衡。PTPase基因是一个多基因家族，主要位于人第20号染色体上，不同来源的PTPase cDNA在结构上差别较大，其表达的产物一般分为受体和非受体样PTPase两类，每类又分为许多亚类，各类之间及亚类之间在结构上既有差别，又有一定的同源性。PTPase在调节受本连续信号转导途径中具有重要作用。目前所知涉及T细胞活化PTPase的种类为数不多。CD45（也称T200，白细胞共同抗原或Ly-5）是一个典型代表。
(一)CD45的基本结构
CD45是位于白细胞表面的白细胞共同抗原（leukocytecommon antigen,L-CA）。CD45可以高水平（>106个分子/细胞）表达在淋巴细胞以及除了红细胞和血小板之外的其它所有的造血细胞上。CD45的序列分析表明它具有受体蛋白的结构特征，为单链跨膜蛋白，包括三个不同的区域：（1）一个长的胞浆C末端，约含700个氨基酸残基，由两个串联的具有PTPase活性的结构域组成，这两个结构域之间有33%个氨基酸同源性；（2）跨膜区域，含22个氨基酸残基；（3）胞膜外糖基化氨基末端区域，约含400个氨基酸残基，这个功能域在种间有高度的保守性，约有85%的氨基酸同源性，它具有同配体相结合的功能。
（二）CD45的异型
CD45分子一个明显的特点是存在结构和分子量不同的异型（isoform），大约在170-240kDa之间，氨基酸序列以及碳水化合物含量方面也都不同。CD45异型产生的分子基础是由于CD45mRNA水平的不同拼接所致，CD45基因通过选择性地使用氨基端的三个相邻外显子（外显子4、5、6）产生了8种可能的mRNA分子（图8-10），其中已有6种异型的cDNA得到证实。除了多态的蛋白骨架外，由于翻译后糖基化修饰不同，更增加了CD45分子的多样性。
在T淋巴细胞中，不同的细胞亚群活化过程中CD45的表达也可发生变化，经不同的细胞表面受体而起作用的致有丝分裂原刺激剂，可诱导细胞产生不同异型的CD45分子。CD45多态的特性以及它在不同特性T细胞亚群中的不同的表达，很可能说明它具有重要的功能，不同CD45异型可能与不同配体相结合。所有CD45异型可用特异性单抗归类为D45RA、CD45RB、CD45RC及CD45RO。CD45RA识别的是外显子4的表位；CD45RB识别的是外显子5的表位；CD45RCV识别的为外显子6的表位；而CD45RO识别的表位则不含外显子4、5、6。其中CD45RA存在于天然（naive）t 细胞中，CD45RO存在于被激活或记忆T细胞中。既然不同CD45异型以一种保守的细胞型特异方式表达于T细胞中，显然在T细胞分化过程中不同外显子的选择以及它们选择性使用是以一种精确方式调控的预程序过程。
（一）CD45在活化信号转导中的调节作用
在确定CD45为一种PTPase之前就已证实了CD45参于细胞的活化和生长调节。抗CD45抗体可以（1）抑制PHA或CD3交联所介导的T细胞增殖；（2）抑制NK或细胞毒性T细胞对靶细胞的杀伤；（3）抑制经CD2、CD3以及CD8膜分子介导的信号转导。
图8-10 CD45 8种可能mRNA分子产生模式图
注：h:人，m：小鼠，r；大鼠
当CD45和CD2、CD3和CD28等受体通过分子共凝集（co-aggregation）作用使之紧密相连时，要比单纯CD45交联所得到的部分抑制应更为有效；相比之下，CD45和CD4共凝集反而使T细胞应答增强。提示CD45在信号转导过程中正确节或负调控主要取决于CD45与之相邻的相应受体的种类。
（二）CD45参与特异性抗原活化T细胞的过程
CD45直接参与抗原诱导的T细胞活化过程已在小鼠I-EK限制的鸽细胞色素C应答的T细胞克隆中得到证实，这种细胞克隆是用CD45抗体加补体进行诱变后筛选行到的。表达TCR/CD3但无细胞表面CD45的细胞克隆不能对抗原或CD3交联发生增殖反应；而当获得CD45时，对抗原的应答也同时恢复了。这些结果提示CD45是抗原特异活化T细胞所需要的起始信号。
（三）CD45调节作用的机理
1.p56lck的去磷酸化 CD45在体内作用的底物目前还不完全清楚，一种可能的底物是参与T细胞活化途径中的蛋白酪氨酸激酶。静止T细胞中p56lck是无活性的，其分子的505位点氨基酸被磷酸化。p56lck激酶活性的升高是与Tyr505去磷酸化相一致。CD45可使有活性激酶中主要自身磷酸化Tyr395发生去磷酸化，从而引起激酶活性的抑制。
2.MAP-2K的去磷酸化 T细胞活化中，CD45另一种可能催化的底物是丝氨酸特异的微管相关蛋白-2激酶（serine-specific microtubule-associatedprotein-2 kinase,MAP-2K）。MAP-2K在TCR/CD3与配体结合后可以发生酪氨磷酸化而被活化，随着酪氨酸磷酸化的去除，酶的活性随之降低。CD3诱导的MAP-2K活性可因CD3和CD45的共凝集而降低，同时伴有MAP-2K酪氨酸磷酸化水平的降低。纯化的CD45能够使部分纯化的MAP-2K上已磷酸化的酪氨酸残基在体外发生去磷酸化。
3.Ca2+浓度与CD45活化的关系 活化T细胞内酷氨酸磷酸化水平升高与细胞内钙离子浓度升高相关，推测高浓度钙离子可能对CD45具有负调控作用。用Ca2+载体离霉素（iono-mycin）处理小鼠胸腺细胞和T细胞可降低CD45PTPase活性，同时伴有CD45分子丝氨酸残基磷酸化水平的降低。这些结果支持这样一个模型，即抗原同TCR结合，随后CD4和CD45发生共凝集，从而导致CD45介导的p56lck去磷酸化而活化，细胞内钙离子水平的突然升高又可灭活CD45，从而使二级底物发生短暂的酪氨酸磷酸化以及活化信号的传递；随后细胞内钙离子水平又回到最初的水平，CD45也从无活性状态中恢复过来，使p56lck在在Tyr394位点发生去磷酸化而灭活，以及其它能终止信号转导途径起始步骤中起关键作用的酶发生去磷酸化。但也有认为高浓度离子霉素影响CD45可能通过一个钙离子非依赖的机理。
4.CD45可能与相应的配体结合 CD45活性调节另外一种机理可能是通过目前还不清楚的配体与CD45细胞外结构域结合所介导的。CD45胞膜外区长而复杂的结构、多态性以及细胞表面高密度CD45分子都支持这个假说。CD45同配体相互作用引起了分子的构象改变，从而导致磷酸酯酶的活化或抑制。目前证实CD45RO的配体为存在于B细胞表面的CD22分子，与B细胞信号转导的调节有关。
除些之外，CD45胞浆尾部中具有潜在的PKC、酷蛋白激酶Ⅱ和PTKs磷酸化位点，CD45酶活性可能在细胞内通过这个区域磷酸化或去磷酸化而得到调节。当抗TCR抗体刺激静止T细胞时，存在于高尔基体细胞内池的CD45被转位到浆膜上，提示TCR介导的信号可能调节PTPase接近质膜内面的一些关键底物。
G蛋白在TCR/CD3与磷脂酶C（phospholipaseC,PLC）的结合过程中起到重要的调节作用。通过G蛋白可使PLC发生活化，从而激活磷脂酰肌酰肌醇代谢途径，引起淋巴细胞活化和增殖。自80年代中期发现G蛋白发现G蛋白及ras等GTP结合蛋白以来，G蛋白与信号转导关系的研究已获得重大突破，因之获得1994年诺贝尔医学和生理学奖。
受体与配体结合后即与膜上的偶联蛋白结合，使其释放活性因子，再与效应器发生反应。位于受体与效应器之间的则是偶联蛋白。目前所知的偶联蛋白种类较多，都属于结构和功能极为类似的一个家族，由于它们都能结合并水解GTP，所以通常称G蛋白，即鸟苷酸调节蛋白（guanine nucleotide regulatory protein）。
（一）G蛋白的分类
G蛋白的种类已多达40余种，大多数存在于细胞膜上，由α、β、γ三个不贩亚单位构成，总分子量为100kDa左右。其中β亚单位在多数G蛋白中都非常类似，分子量36kDa左右。γ亚单位分子量在8-11kDa之间，除Gt外，大多数G蛋白的γ亚单位都是相同的。βγ两个亚单位的不同可以将G蛋白分为Gs、Gi、Go、Gq、G?及Gt等六类。这些不同类型的G蛋白在信号传递过程各种发挥不同的作用。除此之外，在细胞内还存在另一类G蛋白，这类G蛋白具有鸟核苷酸的结合位点，有GTP酶活性，其功能也受鸟核苷酸调节，但与跨膜信息传递似科无直接相关。在结构上不同于前述的G蛋白，分子量较小，在20-30kDa之间，不是以α、β、γ三聚体方式存在，而是单体分子，因此被称为小G蛋白（small G proteins）。如ras表达产物为一种小G蛋白。小G蛋白同ras蛋白具有同源性，同属于ras超家族（ras superfamily）。哺乳动物G蛋白中属ras超家族约有50多个成员，根据它们序列同源性相近程度又可以分为Ras、Rho和Rab三个主要的亚家族。
（二）G蛋白与信号传递
细胞表面的受体通过与其相应配体作用后，可经不同种类的G蛋白偶联，分别发挥不同的生物学效应。与G蛋白偶联的多种受体具有共同的结构功能特点：分子量40-50kDa左右，由350-500氨基酸组组成，形成7个由疏水氨基酸组成的α螺旋区段，反复7次穿越细胞膜的脂质双层。肽链的N末端在胞膜外，C末端在细胞内。N末端上常有许多糖基修饰。从功能上看，受体的识别区域并不象一般想象的那样在胞膜的外部，实际上是由7个跨膜区段间通过特定氨基酸残基之间的相互作用形成复杂的空间构象。配体结合于识别区域之后，即导致整个受体构象的变化。受体肽链的C末端和连接第5和第6个跨膜区段的第三个胞内环是G蛋白结合部位。目前研究发现，趋化因子受体家族（chemokine receptor family）以及一些神经递质受体都属于G蛋白偶联的7次跨膜受体的超家族。例如IL-8RA胞膜外N端Asp11、Llu275、Arg280以及可形成二硫键的Cys30和Cys277在与配体结合中起重要作用；紧接第三个空膜区第二个胞浆环中DRY序列对于与G蛋白的结合是必要的。
（1）Gs：细胞表面受体与Gs（stimulating adenylate cyclase g protein,Gs）偶联激活腺苷酸环化酶，产生cAMP第二信使，继而激活cAMP依赖的蛋白激酶。
（2）Gi：细胞表面受体同Gi（inhibitory adenylate cyclase g protein,Gi）偶联则产生与Gs相反的生物学效应。
（3）Gt：可以激活cGMP磷酸二酯酶，同视觉有关。
（4）Go：可以产生百日咳杆菌毒不导致的一系列效应。
（5）Gq：同PLC偶联，在磷脂酰肌醇代谢途径信号传递过程中发挥重要作用。
（6）小G蛋白：近年来研究发现小G蛋白，特别是一些原癌基因表达产物有着广泛的调节功能。Ras蛋白主要参与细胞增殖和信号转导；Rho蛋白对细胞骨架网络的构成发挥调节作用；Rab蛋白则参与调控细胞内膜交通（membrane traffic）。此外，Rho和Rab亚家庭可能分别参与淋巴细胞极化（polarization）和抗原的提呈。某些信号蛋白通过SH-3功能区将酪氨酸激酶途径同一些由小G蛋白所控制的途径连接起来，如Rho（与Ras有30%同源性）调节胞浆中微丝上肌动蛋白的聚合或解离，从而影响细胞形态。这一事实解释了某些含有SH-3的蛋白同细胞骨架某些成份相关联或调节它们的功能（见第二节有关SH-3的功能）。
PLC是存在于胞浆膜上一个关键酶，有9种异构体，分为α、β、γ和δ四组。PLC作用于PIP2产生三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DAG），IP3和DAG是
T细胞活化的重要信号。除PLCα组外，其余PLC组均不具有跨膜序列，所以PLC在水解PIP2时必须与细胞膜结合。在T细胞活化过程中，参与信号转导的主要为PLCγ。
蛋白激酶C（protein kinase C,PKC）是一类Ca2+、磷脂依赖性的蛋白激酶，在跨膜信号传递过程中起着重要作用。PKC通过催化多种蛋白质上Ser/Thr磷酸化，调节多种细胞的代谢、生长、增殖和分化。
表 8-3 哺乳动物组织内的PKC亚类
| 亚 类 | 氨基酸残基 | 分子量（kDa） | 激 活 剂 | 表达组织 |
| A组：经典PKC | ||||
| α | 672 | 76 | PS、Ca2+、DAG、FFA、LysoPC | 广泛 |
| βI | 671 | 76 | 同 上 | 某些组织 |
| βⅡ | 673 | 76 | 同 上 | 多种组织 |
| γ | 697 | 78 | 同 上 | 脑 |
| B组：新型PKC | ||||
| δ | 673 | 77 | PS、DAG | 广 泛 |
| ε | 737 | 83 | PS、DAG、FFA | 脑 等 |
| η（L） | 683 | 77 | ？ | 肺、皮肤、心脏 |
| θ | 707 | 81 | ？ | 骨骼肌 |
| C组：非典型PKC | ||||
| ζ | 592 | 67 | PS、FFA | 广 泛 |
| λ | 586 | 67 | ？ | 卵巢、睾丸等 |
注：PS：磷脂酰丝氨酸 FFA：游离脂肪酸
DAG：二酰基甘油 LysoPC：溶血磷脂酰胆碱
（一）PKC亚类
到目前为止，在哺乳动物组织内已确定10种PKC亚类（8-3），分为A、B、C三组，A组称为典型或传统的PKC（classicalor conventional PKC,CPKC），包括α、βI、βⅡ和 γ亚类，其中βI和βⅡ有高度的同源性，是由同一mRNA的不同剪接而成，A组成员分子量在76-78kDa。B组为新型PKC（atypical PKC,aPKC），包括δ、ε、η（L）和θ亚类，分子量在77-83kDa。C组为非典型PKC（atypicalPKC,aPKC），由ζ和λ亚类组成，分子量较小为67kDa。
（二）PKC的结构
PKC的所有亚类都由一条单肽链组成（图8-11），分子量大约为67-83kDa，其结构可分为四个保守区C1-C4（mPKC和aPKC缺少C2区）和五个可变区V1-V5。基中C1区可能是膜结合区，并且含有富含半胱氨酸的随机重复序列Cys-X2-Cys-X13(14)-Cys-X2-Cys-X7-Cys-X7-Cys（X代表任何一种氨基酸），这段顺序与在许多金属-蛋白质及转录调节有关的DNA结合蛋白中的半胱氨酸-锌-DNA结合指形区（cysteine-Zinc-DNabinding finger）保守顺序Cys-X2-Cys-X13-Cys-X2-Cys相似。最近对PKC的多肽片段进行分析发现，该序列与佛波酯和二酰基甘油（DAG）的结合有关。C2区与PKC对Ca2+的敏感性有关。C1和C2在结构上不同于其它蛋白激酶，能结合Ca2+、磷脂、DAG和TPA，因此C1和C2区又称为调节区。C3区包括一个ATP结合序列Gly-X-Gly-X-X-Gly-Lys,该区域与其它蛋白激酶的ATP结合位点具有很高的同源性，又称催化区。C4区包含一个底物结合区，是识别磷酸化底物所必需的。
图8-11 PKC亚类的分子结构
1.PKC的转位 PKC广泛分布于多种组织、器官和细胞，静止细胞中PKC主要存在于胞浆中，当细胞受到刺激后，PKC以Ca2+依赖的形式从胞浆中移位到细胞膜上，此过程称之为转位（translocation）。一般将PKC的转位作为PKC激活的标志。
2.PKC的激活 PKC的活性依赖于钙离子和磷脂的存在，但只有在磷脂代谢中间产物二酰基甘油（DAG）存在下，生理浓度的钙离子才起作用，这是由于DAG能增加PKC对底物亲和力的缘故。磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸（PIP2）在磷脂酶-C作用下水解生成DAG和IP3。IP3促进细胞内钙离子的释放，在激活PKC过程中与DAG起协同作用。乙酸豆塞外佛波酯（12-o-tertradecanoylphordol-13-acetate,TPA;或phorbol-12-myristate-13-acetate,PMA）是一种促肿瘤剂，由于基结构与DAG相似（图8-12），可在很低尝试下模拟DAG，活化PKC，使PKC亲和力增至10-7M。PKC是TPA的受体，当TPA插入细胞膜后可以替代DAG而直接活化PKC。当过高剂量TPA处理细胞可使靶细胞中PKC迅速耗竭，反而影响细胞的信号传递。
我种化学物持或抗生素对PKC活性具有抑制作用，根据抑制剂作用PKC靶部位的不同可以将抑制剂分为二组：一组是作用于催化区的抑制剂，它们可与蛋白激酶的保守残基结合，因此对PKC无明显的选择性；另一组是作用于调节区的抑制剂，它们可与Ca2+、磷脂和二酰基甘油/佛波酯相结合，因而有较高的选择性（图8-4）。
表8-4 蛋白激酶C的抑制剂
| 靶部位 | 抑 制 剂 | 来 源 |
| 催化区 | staurosporine | 放线菌属 |
| UCN-01 | 放线菌属 | |
| UCN-02 | 放线菌属 | |
| K252a | 放线菌属 | |
| H-7 | 合 成 | |
| 氨基吖啶 | 合 成 | |
| 桑吉瓦霉素 | 放线菌属 | |
| 调节区 | 氯丙嗪 | 合 成 |
| 三氟拉嗪 | 合 成 | |
| 三苯氨胺 | 合 成 | |
| 多粘菌素B | 细 菌 | |
| 阿霉素 | 放线菌属 | |
| calphostin | 真 菌 | |
| cercosporin | 真 菌 |
图8-12 TPA与DAG结构的比较
TCR/CD3复合物与配体结合后，经多种信号转导途径传递信号，最终导致T细胞活化和增殖。信号转导中所涉及的基因根据其活化时间可以分为早早期、早期、晚期基因三种类型（表8-5）。早早期基因的转录不需蛋白的合成，而早期及晚期基因的转录则需蛋白的合成。早早期及早期基因转录在有丝分裂期之前，而晚期基因转录在有丝分裂期之后。根据活化T细胞内转录的基因表达蛋白功能的不同，活化T细胞基因可以分为以下三种类型：（1）细胞原癌基因；（2）细胞因子基因；（3）细胞因子受体基因。
表-8-5 活化T淋巴细胞表达的基因产物
| 名 称 | 功能范围 | 最早检测mRNA的时间 | 基因产物存在部位 | 活化后增加倍 数 |
| 早早期 | ||||
| c-fos | 核结合蛋白 | 15min | 胞核 | <100 |
| c-myc | 核结合蛋白 | 30min | 胞核 | 20 |
| NF-AT | 核结合蛋白 | 20min | 胞核 | 50 |
| NF-κB | 核结合蛋白 | 30min | 胞核 | >10 |
| 早 期 | ||||
| TFN-γ | 细胞因子 | 30min | 分泌 | >100 |
| IL-2 | 细胞因子 | 45min | 分泌 | >1000 |
| TGF-β | 细胞因子 | ≤2hr | 分泌 | >10 |
| IL-2R（p55） | 细胞因子受体 | 2hr | 浆膜 | >50 |
| IL-3 | 细胞因子 | 1～2hr | 分泌 | >100 |
| LT | 细胞因子 | 1～3hr | 分泌 | >100 |
| IL-4 | 细胞因子 | <6hr | 分泌 | >100 |
| IL-5 | 细胞因子 | <6hr | 分泌 | >100 |
| IL-6 | 细胞因子 | <6hr | 分泌 | >100 |
| Tf-R | 受体 | 14hr | 浆膜 | 5 |
| c-myb | 细胞癌基因 | 16hr | 胞核 | 100 |
| GM-CSF | 细胞因子 | <20hr | 分泌 | - |
| 晚 期 | ||||
| HLA-DR | MHC-Ⅱ类分子 | 3～5d | 浆膜 | 10 |
| VLA-1 | 粘附分子 | 7～14d | 浆膜 | - |
细胞原癌基因是一种正常细胞基因，它们的产物存在于细胞的不同部位，参与细胞的生长和分化，这些细胞基因研究室所以称为细胞原癌基因，是因为这些基因的过分表达或其基因的突变形式的表达可以导致细胞恶性增生。T细胞在经TCR/CD3介导的刺激后，几种细胞原癌基因转录水平明显升高，而且许多非淋巴细胞类型在相应配体刺激后也表达这些细胞原癌基因。这些基因中研究最多的是c-fos和c-myc，它们都属于早早期基因范围。c-fos和c-myc转录本分别在T细胞刺激15min和30min内可以检测到，转录水平分别在1hr和6hr内到达最高水平，这两种细胞原癌基因被认为是通过在细胞核内发挥作用而调节细胞生长。Fos蛋白还参与其它基因的转录调节，包括IL-2基因。Myc蛋白可能对于DNA合成的起始是必需的，但它发挥作用的方式还不清楚。其它细胞原癌基因在T细胞活化后期阶段才转录活化，而且需要其它基因的预先表达，例如c-myb仅在自分泌IL-2刺激T细胞后才转录，Myb蛋白发现于细胞核中，但它的功能还不清楚。
T细胞中多种细胞因子基因转录水平的TCR/CD3介导的刺激4hr后明显提高。IL-2基因可以作为T细胞活化期间细胞因子基因转录调节的典型，IL-2对于大多数正常T细胞来说是一种自分泌生长因子，因此，其基因的转录调节对于T细胞活化是必需的，IL-2基因在TCR介导的正常T细胞刺激45nim-1hr内开始转录。细胞因子基因转录本RNA水平升高大部分是由于转录的增加，而不是由于RNA降解减少。
[AP-1]转录因子AP-1(activator protien-1)是由Fos（55kDa）和Jun(39kDa)组成的异二聚体，通过亮氨酸拉链（leucine zipper,LZ）与DNA结合。AP-1结合点又称佛波酯（12-0-tet-radecanoyll-phordol-13-acetate,TPA）反应元件（TPa responsive element,TRE）,其序列为5`-TGACTCA-3`）。TRE命名是因为TPA可通过活化PKC而诱导AP-1并与AP-1结合位点结合。
图8-13 IL-2基因转录调控模式图
IL-2基因在转录起始部位的5`端含有一个增强子，它仅存在T细胞中以细胞特异性的方式控制IL-2基因的转录，几种结合到IL-2基因增强子区域的DNA结合蛋白被认为是MHC/Ag结合TCR与IL-2基因转录调节之间重要的联系环节。这个增强子中的一些序列可以特异性地同一个称为AP-1的转录激活蛋白相结合。AP-1可存在于不同细胞类型中，许多不同基因的调节区域都存在AP-1的结合。AP-1可存在于不同细胞类型中，许多不同基因的调节区域都存在AP-1的结合位点，AP-1大部分由c-jun癌基因的蛋白产物组成，但当它同c-fos基因的蛋白产物形成复合物时，其与DNA结合的亲合力大大增加。Fos和Jun是通过多种亮氨酸残基之间的疏水作用即一种“亮氨酸拉链”（lucinezipper）结构结合在一起的，采用某些T细胞肿瘤细胞系分析表明AP-1在IL-2基因转录调节中的作用是非常重要的，采用某些T细胞肿瘤细胞系分析表明AP-1在IL-2基因转录调节中的作用是非常重要的，这些细胞系仅在TCR介导的信号以及IL-1共同作用下才出现IL-2基因的转录。PHA刺激c-fos转录，IL-1刺激c-jun转录，因此，PHA和IL-1可以诱导AP-1核因子的出现（见图8-13）。在正常T细胞中情况更加复杂，IL-2基因的转录可能还需要其它的核因子参与。T细胞中细胞子基因转录的一个明显的特点是它们对免疫抑制药CsA的作用非常敏感，CsA主要是通过抑制T细胞因子的产生起免疫抑制作用的，从而抑制T细胞生长和效应功能，IL-2基因增强子区域是CsA抑制IL-2基因转录的作用位点，推测CsA是干扰一种或多种转录激活DNA结合蛋白的功能。
IL-2R基因的转录是T细胞活化过程中的重要表现，它对于T细胞自分泌生长是必需的。目前证实IL-2R由三条肽链组成，即α、β、γ链。TCR介导的T细胞刺激可以导致IL-2R亚单位p55（α链）表达升高。IL-2Rα基因有一个5`增强子区域，它可以同PMA诱导的核因子结合。有关IL-2Rβ、γ链的转录调节还不清楚。编码其它细胞因子受体基因（如IL-4R）转录的T细胞受到刺激后也可得到激活，其转录调控方式类似于IL-2R基因。
B淋巴细胞是另一群重要的免疫活性细胞，它有两个基本的功能：一方面作为免疫效应细胞直接参与免疫应答，介导体液免疫；另一方面作为特异性的抗原提呈细胞选择性地捕获抗原并提呈给T细胞，协同和调节T细胞免疫应答。B细胞以上的两个基本功能是通过其表面的抗原受体所介导。B细胞抗原受体的信号介导由许多分子参与，主要包括B细胞抗原受人本（b cell receptor,BCR）和BCR相关联的分子。通过信号蛋白激活B细胞内的多种酶活化途径，最终导致B细胞的增殖、活化，合成和分泌免疫球蛋白。
同 TCR/CD3复合体一样，BCR也是一种由异源寡聚体形成的复合体。目前证实BCR至少同二部分组成：（1）膜表面免疫球蛋白（surface membrane immunoglobulin,mIg）；（2）Igα和Igβ（图8-14）。
1.mIg mIg是由二和要重链和二条轻链通过二硫键相连形成的四聚体结构，同分泌形式的Ig不同，mIg的重链是穿膜的多肽链。重链的胞膜外区由1个V区、3-4个C区组成，其胞浆尾部由数目不等氨基酸组成，μ和δ含3个相同的氨基酸残基，α含14个氨基酸残基，γ和ε含28个氨基酸残基。成熟的B细胞含有mIgD和mIgM两类mIg；而未成熟的B细胞仅含mIgM。mIg主要的功能是识别外源性抗原。
2.Igα和Igβ Igα和Igβ（分别为CD79a和CD79b）都是免疫球蛋白超家族结构相关基因的表达产物，又分别称为MB-1（为mb-1基因表达产物）和B29（为B29基因表达产物）。Igα和Igβ在物种之间有高度的保守性。人和小鼠Igα、Igβ在DNA水平上有90%的同源性。在人B细胞中Igα和Igβ的分子量分别为47kDa和37kDa；在小鼠B细胞中Igα和Igβ的分子量分别为34kDa和39kDa。Igα和Igβ都属于I型跨膜糖蛋白，在B细胞中以二硫键相连形成异源二聚体，并同mIg相连接。Igα和Igβ胞膜外结构域同TCR/CD3复合体中CD3的γ、δ、ε链相似，各含有1个免疫球蛋白样结构域，此外，MB-1和B29同CD3的γ、δ、ε和ζ亚单位一样，胞浆内也含有一个含酪氨酸的ARAM。Igα和Igβ的功能有二个方面：（1）作为一个主要的信号传导分子传递外界抗原结合受体所产生的刺激信号；（2）参与mIg的表达及其转运。B29（Igβ）单独足以转运IgM到细胞膜上，且参与由免疫球蛋白所介导的抗原特异性信号传导。在垂体细胞系中，Igα和Igβ可以完全导致mIg的产生，并部分重建由IgM所介导的信号转导。
1.BCR与激酶相连 除了BCR/Igα/Igβ外，B细胞表面还存在着一些BCR相关联分子，参与BCR的信号转导。BCR交联后可引起Igα和Igβ的酪氨酸磷酸化，Igα和Igβ胞浆内功能区无激酶同源序列，但Igα和Igβ确与一些激酶相关联。尽管Igα和Igβ有着高度的同源性，但它们胞浆尾部连接激酶分子的种类有所不同。Igα胞浆内同src家族激酶p56lyn和p59fyn相连结，而Igβ胞浆尾部则同磷脂酰肌醇-3激酶（PI3K）及尚末明确的磷酸化蛋白pp40和pp42相连结。
2.BCR与CD19、CD21相连 成熟人B细胞mIg可以同CD19和CD21跨膜蛋白相连。CD19是一种B细胞特异的抗原，为Ig超家族成员，表达于除浆细胞外所有B细胞上。CD21为C3dg和iC3b的受体（CD2）。抗原一方面可以与BCR结合，另一方面可以通过C3dg与CD21相连，构成了B细胞的双重抗原识别（dual antigen recognition）(图8-15)。这种双重抗原识别可以使BCR与CD19、CD21形成多聚化，为B细胞的活化提供了最佳刺激信号。此外，MHC-Ⅱ类分子，Fcγr Ⅱ以及胞浆p21ras蛋白与mIg发生共帽（co-capping）现象，从而参与B细胞的信号转导，但它们的调节作用不同。MHC-Ⅱ类分子在人B细胞转导激活信号，在LPS激活的B细胞中介导负信号；Fcγr Ⅱ的交联可以加速由mIg交联所致升高Ca2+的清除，并阻止mIg介导的信号转导给G蛋白；p21ras是一种GTP酶，可将浆膜上的生长信号同胞质中c-raf和c-erk激酶连接起来。
图8-15 B细胞双重抗原识别模式图
BCR的交联可以激活多种酪氨酸激酶，引起许多蛋白酪氨酸磷酸化，酪氨酸激酶底物有Igα和Igβ链、LC的γ1和γ2异型、p21ras蛋白以及PI-3K等。这些分子发生要酪氨酸磷酸化后可被激活，从而介导信号的传导。B细胞活化过程中涉及到多种磷脂酰肌醇的产生及其调节（图8-16）。其中某些磷脂酰肌醇产物主要参与信号传递，如IP3为一种第二信使，引起胞浆内Ca2+浓度升高，激活Ca2+浓度升高，激活Ca2+依赖的蛋白激酶。3，4-二磷酸磷脂酰肌醇[phosphatidylinositol3，4-bisphosphate,PtdIns(3,4)P2]及3，4，5-三磷酸磷脂酰肌醇[PtdIns(3,4,5)P3]均可以充当第二信使，在体外可激活PKCζ异型。
BCR交联后通过PI-3K和PLC二种酶介导的不同的信号转导途径调节磷脂酰肌醇的产生，产生不同种的磷脂酰肌醇可分别激活下游的信号蛋白，使得信号逐级传递，最终引起B细胞的活化、增殖，并发挥其生物学功能。
图8-16 不同磷酸化磷脂酰肌醇的产生及调节
注：PtdIns:磷脂酰肌醇
PtdIns3P:磷脂酰肌醇3磷酸
PtdIns4P:磷脂酰肌醇4磷酸
PtdIns(3,4)P2:3，4-二磷酸磷脂酰肌醇
PI-3K：磷脂酰肌醇3激酶
PI-4K：磷脂酰肌醇4激酶
PtdIns（3，4，5）P3：3，4，5-三磷酸磷脂酰肌醇
Ins(1，4，5)P3：1，4，5-三磷酸肌醇
PLC：磷脂酶C
DAG：二酰基甘油
信号转导是目前分子免疫学中研究的热点。免疫学中所涉及的信号转导主要包括淋巴细胞的信号转导以及细胞因子/细胞因子受体的信号转导，其研究手段多种多样，包括细胞生物学、分子生物学以及蛋白质化学等技术。本节将扼要介绍目前信号转导研究中常用的方法和技术。
在淋巴细胞信号转地过程中可发生多种蛋白底物的磷酸化，包括酪氨酸磷酸化、苏氨酸残基磷酸化及丝氨酸残基磷酸化。它们分别由不同的蛋白激酶所催化。这些磷酸化蛋白通常都为信号转导分子，在信号传递过程中发挥重要的作用。一些信号蛋白结构中含SH-2结构域可同某些磷酸化的酪氨酸残基相结合，使信号得以逐级传递。含酪氨酸磷酸化的蛋白鉴定通常是首先分离粗提蛋白，采用针对含这些氨基酸残基磷酸化蛋白的单克隆抗体进行免疫沉淀 （immunoprecipitation），SDS-PAGE电泳，然而采用Western blotting及immunoblotting鉴定其分子量，进一步利用分子生物学技术克隆信号蛋白，搞清其基因结构和氨基酸序列。
信号转导过程中，第二信使（second messenger）含量的高低同信号传递密切相关。目前测定的第二信使主要包括细胞内Ca2+（[Ca2+]i）、二酰基甘油（DAG）、三磷酸肌醇（IP3）以及环腺苷酸（cAMP）等。
1.[Ca2+]i的测定 细胞内Ca2+的测定方法有原子吸收光谱法、离子微电极测定法、放射示踪法及标记示踪法等。目前常用标记示踪法，即用荧光探针标记靶细胞。常用的荧光探针有quin-2/Am、Fura-2/Am及Indo-1等。Fura-2/Am和Indo-1较为敏感。
2.IP3的测定 采用3H-TdR标记的肌醇标记靶细胞后，用不同的刺激剂刺激细胞，分离磷脂酰肌醇混合物，通过阴离子交换层析柱（Serva公司Dowex1*8）分离洗脱，收集IP3洗脱峰后进行液闪测定。此外，还可以使用Amersham公司生产的D-myo-IP3[3H]分析系统直接测定粗提物中的IP3含量，此方法简易、敏感。
3.DAG的测定 首先提取含DAG的样品，然后采用Amersham公司生产的DAG分析系统进行测定。此系统测定的原理是用DAG激酶催化底物DAG，使之发生磷酸化，外源加入32γ-ATP，最后将反应产物进行分离后测定放射性含量，根据标准品计算出样品中DAG的含量。
4.cAMP的测定 可选择不同的方法：（1）cAMP[3H]分析系统，其优点是放射性半衰期长，可用于大量样品的分析；（2）cAMP[125I]分析系统，用于小量样品的分析；（3）cAMp ILISA测定方法，此方法简便、敏感。
信号转导过程中往往涉及多种激酶的活化，因而对这些激酶活性的测定可以作为信号转导研究中的一种重要指标。常见激酶活性的测定有PTK、PKC及PI-3K等。均有商品化的试剂盒。检测原理是根据激酶可以催化特定底物发生磷酸化，外源加入32γ-ATP，通过分离反应产物后测定放射活性，从标准曲线推算出样品酶的活性。前已提及，PKC从胞质向胞膜的转位是PKC活化的一个重要指标，因而分离胞质和胞膜中的PKC并分别测定其活性，计算胞膜上PKC活性占总PKC活性的比例，从而判定PKC的活化程度。
信号转导的结果是细胞核内一些转录因子同DNA上某些特定的序列结合，调节转录活性和基因的表达水平。因而分离鉴定细胞内核转录因子在信号转导研究中具有独特的意义。根据核转录因子可与一些特定的核甘酸序列结合的特点，将其特定的核苷序列标记上同位素，来鉴定信号转导中的核转录因子。核转录因子具有一些特征性的结构域，即亮氨酸拉链（lucine zipper）、锌指结构（zinc finger）和螺旋-转角-螺旋（helix-turn-helix）结构。并且受用足迹法（foot printing）分析新发现核转录因子结合DNA的位置和核甘酸序列。
随着分子生物学核技术的发展，信号转导研究取得很大进展。采用基因克隆技术发现了越来越多的信号蛋白分子；嵌合分子的构建及基因转染等技术的应用为细胞因子的信号转导研究提供了有效的手段；点突变、肽竞争等技术使信号蛋白中某些功能区的作用的研究变得更为精确。
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