做肿瘤、免疫、细胞增殖、神经调控课题的科研 人,一定绕不开一条经典通路——MAPK-ERK通路。
它是细胞接收外界信号、调控核心生命活动的“关键中转站”,从基础机制研究到疾病靶向治疗,从细胞表型验证到动物模型实验,处处都有它的身影,更是高分SCI中高频出现的明星通路。
一、 MAPK-ERK通路到底是什么?
MAPK-ERK通路,全称丝裂原活化蛋白激酶-细胞外调节蛋白激酶通路,是MAPK家族中研究最透彻、应用最广泛的经典分支,核心信号轴遵循Ras→Raf→MEK→ERK的三级激酶级联反应,信号传递逻辑清晰、机制明确。
二、 通路核心激活流程
The speci?cmechanism of MAPK/ERK pathway[1].
MAPK-ERK通路属于经典的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶级联激活通路,激活过程高度有序、层级分明,每一步都依赖蛋白的特异性磷酸化修饰,激活流程简单概括如下:胞外信号(生长因子、细胞因子、应激刺激、炎症因子等)→ 细胞膜受体(EGFR等酪氨酸激酶受体)→ 激活Ras蛋白 → 活化Raf(MAP3K)→ 磷酸化激活MEK(MAP2K)→ 最终激活ERK1/2 → 进入细胞核调控转录因子 → 影响细胞核心表型。
完整精细激活流程如下:
01
胞外信号触发
外界刺激信号(表皮生长因子EGF、血管内皮生长因子VEGF、血小板衍生生长因子PDGF、炎症因子TNF-α、细胞应激、致癌信号等)与细胞膜表面的酪氨酸激酶受体(RTKs,如EGFR、FGFR)结合,诱导受体发生二聚化,进而触发受体胞内结构域的自身酪氨酸磷酸化,形成胞内可被识别的磷酸化结合位点。
02
小G蛋白激活
磷酸化的受体胞内段招募接头蛋白(如Grb2),接头蛋白进一步结合鸟苷酸交换因子Sos,Sos催化胞质内的小G蛋白Ras释放GDP、结合GTP,使Ras从无活性的GDP结合态转变为有活性的GTP结合态,完成上游信号向胞内的传递。
03
三级激酶逐级磷酸化激活
活化的Ras蛋白结合并招募下游的Raf激酶(MAP3K,属于丝裂原活化蛋白激酶激酶激酶)至细胞膜,通过变构效应激活Raf;活化的Raf特异性磷酸化并激活MEK1/2(MAP2K,丝裂原活化蛋白激酶激酶),MEK1/2属于双特异性激酶,可同时催化底物的丝氨酸和酪氨酸位点磷酸化。
04
ERK核心激酶激活
活化的MEK1/2进一步特异性磷酸化ERK1/2的高度保守Thr202/Tyr204(ERK1)、Thr185/Tyr187(ERK2)位点,使ERK1/2从胞质转移 至细胞核内,完成核心信号激酶的完全激活。
05
下游效应与表型调控
核内活化的ERK1/2靶向磷酸化多种转录因子(如c-Myc、Elk-1、AP-1、CREB),调控下游靶基因的转录表达,最终介导细胞增殖、凋亡、迁移、炎症应答等一系列核心表型变化。
三、通路核心生理功能
细胞增殖与周期调控
驱动细胞从G1期进入S期,是细胞生长分裂的核心信号。
细胞存活与凋亡
抑制凋亡相关蛋白,维持细胞存活,异常激活会阻断细胞正常凋亡。
细胞迁移与侵袭
调控基质金属蛋白酶表达,参与肿瘤转移、组织修复。
炎症与免疫应答
介导炎症因子释放,参与免疫细胞活化。
神经发育与退行性病变
调控神经元生长,与阿尔茨海默病、帕金森病密切相关。
四、通路异常=疾病发生
只要你的研究涉及以下方向,MAPK-ERK通路都是必选机制切入点,极易产出高质量数据:
1.肿瘤研究
黑色素瘤、结直肠癌、胰腺癌、肺癌、肝癌等(BRAF V600E突变高发,通路持续激活)。
2.炎症与免疫疾病
关节炎、肠炎、肺炎、自身免疫病(调控NF-κB联动炎症反应)。
3.细胞死亡研究
凋亡、焦亡、铁死亡(通路失衡直接触发异常细胞死亡)。
4.神经科学
神经损伤修复、神经退行性疾病、抑郁焦虑。
5.再生医学与干细胞
干细胞分化、组织器官再生。
6.药物筛选与靶点验证
抗肿瘤、抗炎小分子药物研发。
MAPK-ERK通路作为细胞信号的“核心枢纽”,是基础科研、药物研发、临床前研究的万-能通路,研究成熟、发文友好、适配多领域课题。
Solarbio小分子系列,以高纯度、全靶点、多规格的优势,成为科研人员通路研究的首先选择工具,从抑制剂、造模剂到配套抗体试剂,一站式配齐实验耗材,助力你快速完成靶点-通路-表型闭环验证,轻松冲刺高分SCI!
文献案例
01
IA0770 茴香霉素
实验样本:HepG2 Cells
实验方法:12.5 nM Ani[2]
Luo Y,et al.Molecules. 2024 Mar 22;29(7):1415.
02
ID0020 大豆苷元
实验样本:7–8 weeks old, 220 ±20g,24 healthy Wistar rats
实验方法:DAI 200 mg/kg group, and DAI 600 mg/kg group[3]
Wang J,et al.Curr Res Food Sci. 2025 Jan 31;10:100990.
