南方医科大学本科专业教学大纲26690.docx
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南方医科大学本科专业教学大纲26690
南方医科大学本科专业教学大纲
细胞信号转导
Cellularsignaltransduction
供生物信息学专业本科使用
执笔人：
唐靖
审定人：
姜勇
学院负责人：
冯天元
南方医科大学教务处
二○○七年五月
一、课程简介
信号转导是当前生命科学研究领域的热点和前沿，其基本思想已广泛深入到生命科学的各个领域。
如果说达尔文进化论在揭示生物进化发展规律方面具有里程碑意义，DNA双螺旋结构模型为现代生命科学奠定了发展的基石，那么细胞信号转导的研究则有可能为阐释生命生理现象，揭示疾病的分子机制，开发新型药物提供一个新的机遇。
有理由相信，未来人类对其生命活动和健康与疾病的认识也必将依赖于这一领域的重大突破。
学习这门课程不仅有助于拓宽医学生的知识面，加深对生命现象和疾病过程的认识与理解，还能有效地将细胞生物学、分子生物学、免疫学、生理学以及病理生理学等多门学科有机地联系起来。
Thefociandcuttingedgeoflifescienceissignaling,ofwhichbasicideasreacheveryaspectoflifescience.IftheevolutionarytheoryofDarwinisthemilestoneinrevealingthespeciesevolution,modelofDNAdoublehelixisthekeystoneformodernlifescience,thensignalingprovidethepossibilityofexplainingphenomenaoflifeandphysiology,revealingmolecularmechanismofdiseasesanddrugdiscovering.Itisreasonabletobelievethatadeeperknowledgeoflife,health,diseasesrelyonthegreatestprogressintheaspect.Itwillhelpstudentstowidentheirknowledge,deepentheirapprehensionoflifeanddiseasesdevelopment.Alsoitwillhelpthemtolinktheirknowledgeofcellbiology,molecularbiology,immunology,physiologyandpathophysiologyetal,effectively.
课程教学需30学时，计2学分。
本大纲只涉及细胞信号转导学的理论教学。
二、教学内容与要求
（一）目的和要求：
1.目的：
使学生熟练掌握细胞信号转导的理论基础，了解信号转导领域近年来所取得的一些研究进展和重大突破。
2.要求：
掌握细胞信号转导学的各种基本概念，基础理论；熟悉一些重要信号通路的组成，机制，发生过程以及相应的生物学意义；了解细胞信号通路间的联系以及细胞信号转导与疾病之间的关系。
（二）教学内容
1.基础理论：
主要介绍细胞信号转导学中的一些基本概念；参与信号转导的一些基本蛋白质；细胞信号转导采用的一些基本形式。
包括细胞连接与细胞外基质，细胞间信号，受体、G蛋白、蛋白激酶、蛋白磷酸酶与信号转导。
2．重要信号通路：
主要介绍目前研究比较热门，并对生物生命活动有着重要意义的一些细胞信号转导通路。
包括cAMP、cGMP信号转导通路，肌醇三磷酸、二酰甘油与信号转导，丝裂原活化蛋白激酶信号转导通路，Wnt与Notch信号转导等。
3．信号转导与疾病：
主要讨论目前比较明确和热门的一些细胞信号通路与疾病的关系。
包括：
细胞周期的调控，肿瘤与信号转导，细胞识别和识别病等。
本教学内容分为掌握、熟悉和了解内容三级。
黑体字者为掌握内容，划“”者为熟悉内容，其余为了解内容。
第一章细胞连接与细胞外基质
目的要求：
掌握细胞连接的类型与特点；掌握细胞外基质的概念、分类以及生物学功能；熟悉各种类型细胞连接的特点以及生物学意义，各种细胞间连接的典型代表；熟悉纤连蛋白、层粘连蛋白、弹性蛋白的特点与生物学功能；了解亲玻粘连蛋白、
串珠聚糖蛋白、凝血酶应答蛋白、冯危勒布兰德因子等的特点与生物学功能。
教学内容：
一、细胞连接的类型与特点：
封闭连接、锚定连接、通讯连接的概念
各种类型细胞连接的特点以及生物学意义；各种细胞间连接的典型代表。
二、细胞外基质：
细胞外基质的概念、分类以及生物学功能
纤连蛋白、层粘连蛋白、弹性蛋白的特点与生物学功能
亲玻粘连蛋白、串珠聚糖蛋白、凝血酶应答蛋白、冯危勒布兰德因子等的特点与生物学功能。
学时安排：
2学时
第二章细胞间信号
目的要求（本章为自学内容）：
掌握细胞间通讯联络的基本类型；掌握细胞间化学信号分子的类型，作用靶细胞的方式以及作用的特点；熟悉对比激素、细胞因子、神经递质、气体信息分子的各自代谢特点。
教学内容：
一、细胞间通讯联络的基本类型：
直接接触型、非直接接触型
二、细胞间化学信号分子：
细胞间化学信号分子的类型，作用靶细胞的方式以及作用的特点
对比激素、细胞因子、神经递质、气体信息分子的各自代谢特点
第三章受体与细胞间信号转导
目的要求：
掌握受体的概念、分类；掌握第二信使的概念以及胞内第二信使的种类；熟悉第二信使的产生环节；了解酶促信号直接跨膜转导。
教学内容：
一、受体概述：
受体的概念、分类以及基本结构。
二、受体的信号转导机制：
第二信使的概念以及胞内第二信使的种类
第二信使的产生环节
酶促信号直接跨膜转导
学时安排：
2学时
第四章G蛋白与信号转导
目的要求：
掌握G蛋白的基本结构与种类；熟悉G蛋白信号转导的各种机制；了解小G蛋白；自学G蛋白与临床疾病。
教学内容：
一、G蛋白概况：
G蛋白的发现与意义
G蛋白的基本结构与种类
二、G蛋白信号转导机制：
G蛋白通过AC的信号转导机制
G蛋白通过某些受体门控离子通道的信号转导机制
G蛋白通过磷脂酶C的信号转导机制
G蛋白通过cAMP磷脂二酯酶活性的信号转导机制
小G蛋白
三、G蛋白与临床疾病（自学）：
G蛋白与心脏病
G蛋白与疼痛
G蛋白与创伤应激状态下的免疫抑制
G蛋白与炎症
学时安排：
2学时
第五章蛋白激酶、蛋白磷酸酶与信号转导
目的要求：
掌握丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、酪氨酸蛋白激酶特点；熟悉蛋白激酶在信号转导中的作用以及蛋白激酶间的相互调节；熟悉丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶的生物学作用，酪氨酸蛋白磷酸酶的生物学作用；了解蛋白激酶的结构；了解双重特异性蛋白激酶、组氨酸蛋白激酶特点；了解蛋白磷酸酶的结构与种类；自学双重特异性蛋白磷酸酶；自学蛋白激酶及磷酸酶之间的平衡；自学以蛋白激酶为靶位的药物治疗策略。
教学内容：
一、蛋白激酶：
蛋白激酶的结构与种类——丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、酪氨酸蛋白激酶、双重特异性蛋白激酶、组氨酸蛋白激酶
蛋白激酶在信号转导中的作用
蛋白激酶间的相互调节
二、蛋白磷酸酶：
丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶的结构与分类以及丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶的生物学作用
酪氨酸蛋白磷酸酶的结构与分类以及酪氨酸蛋白磷酸酶的生物学作用
双重特异性蛋白磷酸酶（自学）
蛋白激酶及磷酸酶之间的平衡（自学）
三、以蛋白激酶为靶位的药物治疗策略（自学）：
蛋白激酶作为抑制剂设计的靶位
以结构为基础的先导化合物优化原理
前景
学时安排：
2学时
第六章第二信使信号转导通路
目的要求：
掌握第二信使的概念及何为第二信使学说；掌握cAMP的产生——腺苷酸环化酶系统；掌握cAMP信号的灭活；掌握双信使途径途径的概念；熟悉cAMP作用的靶分子；熟悉cAMP信号转导通路；熟悉肌醇磷脂的酶解作用；熟悉PLC水解膜上肌醇磷脂产生IP3和DAG；熟悉IP3激活Ca2+信号途径以及DAG激活PKC信号途径；了解cAMP调节信号的生理过程；了解cGMP信号转导通路；了解IP3、DAG的降解；了解双信使途径之间的相互作用；自学cGMP调节的生理功能。
教学内容：
一、cAMP的发现及第二信使学说的提出：
第二信使的概念及何为第二信使学说
二、cAMP信号转导通路
cAMP的产生——腺苷酸环化酶系统
cAMP作用的靶分子——PKA、环化核苷酸门控阳离子通道、鸟苷酸交换因子
cAMP信号的灭活——cAMP特异性磷酸二酯酶
cAMP信号转导通路
三、cAMP调节信号的生理过程：
cAMP对糖代谢过程的调节
cAMP对膜蛋白活性的调节
cAMP对神经突触传递的调节
cAMP对激素合成与分泌的调节
cAMP对基因表达的调节
cAMP对细胞增殖与分化的调节
四、cGMP信号转导通路：
cGMP信号通路研究的历史回顾
cGMP的产生与灭活
cGMP作用的靶分子
cGMP调节的生理功能（自学）
五、肌醇三磷酸和二酰甘油双信使途径：
双信使途径途径的概念
六、肌醇磷脂信号分子的产生与灭活：
肌醇磷脂的酶解作用
IP3的灭活
DAG的降解
七、IP3/Ca2+和DAG/PKC信号传递途径：
PLC水解膜上肌醇磷脂产生IP3和DAG
IP3激活Ca2+信号途径——钙库、Ca2+的信号传递、Ca2+平衡的维持
DAG激活PKC信号途径
八、双信使途径之间的相互作用：
学时安排：
2学时
第七章钙离子与信号转导
目的要求：
掌握质膜上的钙转移系统；掌握内质网／肌质网钙转移系统；熟悉细胞钙的分布；熟悉钙信号的产生、终止及传递途径；了解钙调素的发现、结构、理化性质以及其活化和作用方式；自学膜联蛋白家族。
教学内容：
一、细胞总钙：
细胞钙的分布
质膜上的钙转移系统
内质网／肌质网钙转移系统
二、钙信号的产生、终止及传递途径：
钙信号的产生与终止
钙信号的时空性
钙信号的传递途径
三、钙调素：
钙调素的发现
钙调素的结构
钙调素的理化性质
钙调素的活化及作用方式
四、膜联蛋白家族（自学）：
膜联蛋白家族的共同特点
膜联蛋白的生理功能
学时安排：
2学时
第八章丝裂原活化蛋白激酶信号转导通路
目的要求：
掌握MAPK三级激酶级联模式图；掌握ERK、JNK、p38信号转导通路；熟悉MAPK信号通路成员；熟悉MKK5/ERK5通路；了解MAPK的蛋白结构；了解酵母MAPK通路；了解孤儿MAPK；自学其他有机体中的MAPK通路。
教学内容：
一、MAPK信号通路成员：
二、MAPK的蛋白结构：
MAPK的一级结构
MAPK的二级结构和超二级结构
MAPK的空间结构性
三、MAPK通路模式：
MAPK三级激酶级联模式图
四、MAPK的激活：
五、酵母MAPK通路：
酵母菌中MAPK模式的组成和作用
单倍体酵母与交配有关的通路
浸润通路
细胞壁重构通路
渗透压感受器和应激通路
六、哺乳动物MAPK通路
ERK通路
JNK信号转导通路
p38信号转导通路
MKK5/ERK5通路
孤儿MAPK
七、其他有机体中的MAPK通路（自学）：
秀丽线虫
黑腹果蝇
植物中的MAPK通路
本内容为非授课章节，学生自学。
学时安排：
3时
第九章Wnt与Notch信号转导
目的要求：
熟悉Wnt信号通路组成及信号转导途径；熟悉Wnt信号与器官发生；熟悉Wnt信号与细胞特化和干细胞分化；熟悉Wnt信号与肿瘤发生；了解Notch信号通路。
教学内容：
一、Wnt信号通路：
Wnt信号通路组成及信号转导途径
Wnt信号信号与胚胎体轴和中胚层模式的建立
Wnt信号与器官发生
Wnt信号与细胞特化和干细胞分化
Wnt信号与肿瘤发生
二、Notch信号通路：
Notch信号通路成员
配体诱导的Notch信号通路
学时安排：
2学时
第十章细胞信号转导通路的相互作用
目的要求：
熟悉细胞膜受体蛋白；熟悉细胞内信号转导通路中的“分子开关”；了解细胞内信号系统通过信号网络传递信号；了解细胞信号通路间交互作用的生物学基础。
教学内容：
一、细胞信号网络的概念及其生物学功能：
细胞膜受体蛋白
细胞内信号系统通过信号网络传递信号
二、细胞内信号转导通路中的“分子开关”：
可逆性蛋白磷酸化
GTP结合蛋白
三、细胞信号通路间交互作用的生物学基础：
细胞内信号转导复合物可以增强发应的速度、效率以及特异性
蛋白结构在信号蛋白分子相互作用中的作用
学时安排：
2学时
第十一章神经元间的信号转导
目的要求：
掌握神经元的独特结构；掌握局部神经元回路；掌握突触的形式；掌握化学性突触的超微结构；掌握递质的量子释放和囊泡假说；掌握突触的递质释放机制；熟悉微回路；熟悉递质的自发释放与调节释放；熟悉递质释放的调节；熟悉化学突触的突触后机制；熟悉化学与电突触的主要功能区别；了解神经元受体信号转导机制。
教学内容：
一、神经元和神经元回路：
神经元的独特结构
神经元的分类
局部神经元回路
二、突触的形式和微回路：
突触的形式
微回路
三、化学性突触的结构与分类：
化学性突触的超微结构
化学性突触的分类
四、化学突触的信息传导：
递质的量子释放和囊泡假说
递质的自发释放与调节释放
突触的递质释放机制
递质释放的调节
化学突触的突触后机制
五、电突触：
结构、功能
化学与电突触的主要功能区别
六、神经元受体信号转导机制：
离子通道的关闭：
最快的传导机制
受体/离子通道耦联的兴奋性或抑制性突触后电位的产生
代谢型受体介导的生化效应
Ca2＋：
最重要的第二信使
蛋白质磷酸化：
信号转导的重要形式
学时安排：
2学时
第十二章细胞周期的调控
目的要求：
熟悉细胞周期的时序调节；熟悉复制前复合物的形成；熟悉MCM六聚体的活化与复制的启动；了解复制前复合物的分子结构；了解细胞周期的检查点调控。
教学内容：
一、细胞周期的时序调节：
CDK的调节
周期素
CAK和磷酸酶
CDK和抑制因子
CDK和周期素调节蛋白
二、DNA复制的调控及其机制：
复制前复合物的分子结构
复制前复合物的形成
MCM六聚体的活化与复制的启动
三、细胞周期的检查点调控：
DNA损伤检查点调控
DNA复制检查点调控
纺锤体组装检查点调控
学时安排：
2学时
第十三章肿瘤与信号转导
目的要求：
掌握肿瘤的扩散与信号转导；熟悉肿瘤生长的调控与信号转导；了信号转导机制在肿瘤治疗中的应用。
教学内容：
一、肿瘤生长的调控与信号转导
肿瘤的一般特性
肿瘤生长相关生长因子及其受体
具有酪氨酸激酶活性的生长因子受体
酪氨酸激酶受体介导的信号反应
癌细胞中与生长因子及其受体有关的异常现象
二、肿瘤的扩散与信号转导
黏附
蛋白水解作用
肿瘤细胞的迁移
三、信号转导机制在肿瘤治疗中的应用
生长信号通路在肿瘤治疗中的应用
癌浸润和转移信号通路在治疗中的应用
抗血管形成治疗
学时安排：
2学时
第十四章细胞信号转导与疾病
目的要求：
熟悉细胞信号转导与疾病发生的基本规律；了解糖尿病与信号转导障碍；了解神经变性疾病与信号转导；了解心血管疾病与细胞信号转导。
教学内容：
一、细胞信号转导与疾病发生的基本规律：
信号分子的异常
受体异常
二、糖尿病与信号转导障碍：
胰岛素作用的信号转导通路
糖尿病信号转导障碍的病因和发病机制
三、神经变性疾病与信号转导：
四、心血管疾病与细胞信号转导：
高血压
动脉粥样硬化
学时安排：
2学时
第十五章细胞识别和识别病
目的要求（本章为自学内容）：
掌握细胞识别反应类型；熟悉细胞识别的分子基础；熟悉与B、T细胞识别、黏附、活化有关的CD分子；熟悉细胞识别的特异性；了解呼细胞识别的生物学意义；了解黏附分子与细胞间信息传递。
教学内容：
一、细胞识别的生物学意义：
二、细胞识别的特异性：
三、细胞识别的分子基础：
流感病毒对受体糖链的识别
细菌对受体糖链的识别
糖蛋白寡糖链在精卵识别中的作用
四、细胞识别反应类型：
由细胞识别导致配体进入细胞内
由识别导致的细胞黏着
由细胞识别导致信息传入细胞，引起细胞生理效应
五、与B、T细胞识别、黏附、活化有关的CD分子:
与B细胞识别、黏附、活化有关的CD分子
与T细胞识别、黏附、活化有关的CD分子
六、黏附分子与细胞间信息传递:
整合素家族
免疫球蛋白超家族
选择素家族
钙依赖性黏附素家族
其他未归类的黏附分子
三、教材与教学资源
教材：
姜勇罗深秋主编，科学出版社出版的《细胞信号转导的分子基础与功能调控》
参考书：
孙大业主编，科学出版社出版的《生命科学专论细胞信号转导》第三版
中国科学院教材建设专家委员会规划教材（英文原版改编双语教材）
TextbookofPathophysiology
本课程教学资源库、相关学科网：
四、扩展性教学内容
以丝裂原活化蛋白激酶信号转导通路为专题开展扩展性教学，充分调动同学的主观能动性，训练学生查阅相关文献，分析问题，解决问题及培养科学思维及科学演讲的能力。
五、考核
本课程实行闭卷考试。
考试题型包括：
名词解释、单选题和问答题三种，其中名词解释10道，每道2分，共20分；单选题80道，每道0.5分，共40分；问答题5道任选4道，每道10分，共40分。
以课程结束的考试成绩为本课程的最终成绩。
六、教学时数分配
（一）理论课学时分配
章节
理论课内容
学时
第一章
细胞连接与细胞外基质
2
第二章
细胞间信号
自学
第三章
受体与细胞间信号转导
2
第四章
G蛋白与信号转导
2
第五章
蛋白激酶、蛋白磷酸酶与信号转导
2
第六章
第二信使信号转导通路
2
第七章
钙离子与信号转导
2
第八章
丝裂原活化蛋白激酶信号转导通路
3
第九章
Wnt与Notch信号转导
2
第十章
细胞信号转导通路的相互作用
2
第十一章
神经元间的信号转导
2
第十二章
细胞周期的调控
2
第十三章
肿瘤与信号转导
2
第十四章
细胞信号转导与疾病
2
第十五章
细胞识别和识别病
自学
考试
3
理论课总学时数
30
七、课程实施要求及相关说明
本课程将主要由科室资深讲师和副高职称教师进行章节的讲授；教学方法上，力求以因果关系层层递进的逻辑思路，启发学生建立自主的思维模式；媒体技术的应用上，力求形式多样，以吸引学生的课堂注意力；学习方法上，要求学生能通过学习，建立起从因果关系入手，以实证分析问题的思维模式。
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