一、调节通路

1.环磷酸腺苷级联：TSH与甲状腺滤泡上皮细胞的TSH受体结合，使与TSH受体偶联的G蛋白激活。活化的G蛋白属于Gs类，可以激活腺苷酸环化酶（Adenylate Cyclase，AC），它们是由特殊的αs亚基以及非特殊的β和γ单体组成。G蛋白的激活引起二磷酸鸟苷（Guanosine Diphosphate，GDP）的释放，使三磷酸鸟苷（Guanosine Triphosphate，GTP）结合，并将其降解为αGTP以及βγ二聚体。αsGTP可以直接与环磷酸腺苷（Cyclic Adenosine Monophosphate，cAMP）结合并激活其作用。G蛋白的失活将部分GTP，快速通过GTP酶的活性，水解为GDP，并且使αGDP和βγ重新结合。通过激动剂结合刺激受体，可以增加GDP的释放率和GTP的结合率，从而将其转化为αGTP活性形式。只要受体未被蛋白复合物抑制，一种受体可以连续激活几种G蛋白（逃逸模型）。Gs活化（Gs的活性形式为αs）后，使AC激活，活化的AC使胞内的ATP转化为cAMP，胞内cAMP水平增高，从而激活cAMP依赖的蛋白激酶（cAMP-dependent Protein Kinases，PKA）。PKA活化后，使cAMP反应元件结合蛋白（CREB）133位丝氨酸残基磷酸化，磷酸化的CREB直接发挥转录激活作用或与CREB结合蛋白（CBP/P300）相结合协同发挥作用，使基因的转录增加。PKA的活化使Rho家族（RhoA、Rac1、Cdc42）的小G蛋白失活，重新构建激动蛋白细胞骨架，在刺激甲状腺激素分泌以及甲状腺分化基因的诱导中起到重要作用[1]。活化的PKA还使一些胞质蛋白质磷酸化，从而调节这些蛋白质的功能。Gs-AC -cAMP信号系统激活的主要效应是使甲状腺滤泡上皮细胞对碘的摄取增加，促进甲状腺激素的合成，并刺激甲状腺滤泡上皮细胞顶端细胞膜对胶质的摄取进而增加甲状腺激素的释放。此外，该信号系统的激活还促进DNA的合成，刺激甲状腺滤泡上皮细胞的增生。TSH刺激甲状腺增生的效应主要由cAMP介导，包括PKA依赖性作用和PKA非依赖性作用两方面，并通过两条路径的级联反应，激活多种靶蛋白磷酸化，从而发挥促增生效应。

2.Ca2+-肌醇 1，4，5-三磷酸信号级联：肌醇脂质包括肌醇磷脂和肌醇磷酸酯。肌醇磷脂主要有3种形式，即磷脂酰肌醇（PI）、磷脂酰肌醇-4单磷酸（PIP）和磷脂酰肌醇4，5-二磷酸（PIP2）。肌醇磷酸酯含有肌醇和磷酸，主要包括肌醇-1-磷酸（IP）、肌醇-1，4-二磷酸（IP2）、肌醇-1，4，5-三磷酸（Ca2+-inositol 1，4，5-triphosphate，IP3）等，其中以IP3最为重要，具有第二信使功能。肌醇脂质的代谢途径以PIP2水解产生IP3和甘油二酯（DG）这两个第二信使为中心环节，又称为PIP2循环。磷脂酶C（Phospholipase C，PLC）是PIP循环中最为重要的酶，能催化PIP2分解为IP3和DG，进而通过影响细胞内Ca2+等的变化而发挥作用。有多种激动剂需经过PLC进行跨膜信息传递，如去甲肾上腺素（NE）、ATP和TSH等。这些物质作用于受体后，可经过PLC激活或抑制PIP2循环而调控细胞功能。PIP2经PLC催化水解成IP3和DG，IP3的作用主要是介导细胞内Ca2+动员，使细胞内Ca2+增加。IP3与细胞器质膜上的IP3受体结合，开启IP3敏感的钙通道，引起Ca2+由细胞内释放，使细胞内游离Ca2+升高。此后由于IP3的快速磷酸化以及细胞内Ca2+回流，因此，IP3介导的Ca2+释放是短暂性的[2]。

在甲状腺细胞中，TSH可以增加磷酸肌醇的产生和细胞内Ca2+浓度。TSH动员甲状腺细胞内Ca2+包括两个阶段：第一阶段为Ca2+快速上升期，TSH刺激后数十秒内，细胞内游离Ca2+浓度即可迅速升高达到峰值；第二阶段是高的平台期，处于峰值回落后相对高的状态，可持续数分钟。TSH刺激后，细胞内Ca2+增加有两个来源：一是细胞内Ca2+释放至细胞中，这一作用受IP3介导；另一来源是细胞外的Ca2+通过细胞膜流至细胞内，这一过程相对较慢，但持续时间较长，构成Ca2+动员的平台期。这一过程需依赖细胞外Ca2+的存在。细胞内Ca2+动员后，细胞外Ca2+流入细胞内的机制尚不明确，一种可能是IP2形成和细胞内释放Ca2+，直接调节Ca2+内流；另一种可能是细胞内释放Ca2+刺激一些可溶性信号分子的释放，直接受到TSH的作用引起Ca2+内流。

3.其他磷脂-连锁级联：TSH对甲状腺的绝大部分作用（包括刺激细胞增殖、甲状腺激素的合成和甲状腺特异性基因的表达）主要是通过cAMP途径进行的。然而，在人类和大鼠的FRTL-5细胞中，TSH可以通过与Gq/11家族相应受体结合而激活PLC的β异构体（PLCβ），进而催化二磷酸肌醇产生第二信使1，2-甘油二酯和三磷酸肌醇。1，2-甘油二酯激活PKC，PKC的活化与细胞增殖有关，能促进细胞的有丝分裂[3]。三磷酸肌醇使细胞内Ca2+浓度升高，Ca2+的动员能调节甲状腺多种生理功能。

PKC是甘油二酯-蛋白激酶C（DG-PKC）途径中最重要的效应子，它涉及细胞的生长、分化和凋亡。此外，PKC还是肿瘤启动子佛波醇酯及其相关成分的细胞受体。在FRTL5和PCCL3细胞内，PKC的活化能模拟ras对细胞的增殖转化功能，它可能是ras的下游效应子。PKC的激活能增加甲状腺内v-ras基因的表达，并提高vK-ras和H-ras原癌基因的转化活性。研究显示，PKC在FRTL5细胞增殖中的作用是通过STAT3途径中的Janus激酶介导的，Janus激酶参与此途径中基因转录的信号转导。

在甲状腺癌中，PLCβ和PKC的活性升高，但DG-PKC途径并没有被激活。在甲状腺肿瘤中，PLCβ和PKC的活性可能受到其他生长因子的调节。(https://www.daowen.com)

4.酪氨酸蛋白激酶受体级联：酪氨酸激酶受体于静息时不具有酪氨酸激酶的活性，或具有很低的酪氨酸激酶活性。配体与受体结合使受体形成二聚体，这一过程称为受体二聚化。二聚化使两受体单体的酪氨酸激酶区相互靠近并发挥出激酶的活性，使受体发生自身磷酸化。受体自身磷酸化是通过交互磷酸化作用实现的，即二聚体中两单体相互使对方胞内域特定的酪氨酸（Tyr）残基磷酸化。磷酸化受体的磷酸酪氨酸（Tyr-p）可作为选择性入坞点，同胞内某些信号分子相互作用。胰岛素和胰岛素样生长因子-1（IInsulin-Like Growth Factor， IGF-1）受体本身不直接与信号分子相互作用，它们可使胰岛素受体底物-1（IRS-1）和胰岛素受体底物-2（IRS-2）的Tyr残基磷酸化，IRS-1和IRS-2的Tyr-p与信号因子互相作用。

各种信号分子是通过src同源结构域（SH2）引起这些蛋白质的酪氨酸的磷酸化。活化受体最重要的功能是启动Ras信号系统。Ras是一种重要的小G蛋白，它存在于细胞膜的内侧面。Ras既可结合GDP，又可结合GTP。GTP-Ras是Ras的活性形式，它可和GDP-Ras相互转换。GTP-Ras可作用于多种靶蛋白质，其中最重要的是Raf蛋白激酶。Raf是一种重要的丝/苏氨酸激酶，可与GDP-Ras结合，从而将此大分子Raf复合物征集到质膜内侧面，使Raf分子相互靠近，形成二聚体，Raf活化。Raf也可以催化丝裂原激活蛋白激酶（MAPKK）磷酸化而使其激活，而MAPKK又可催化丝裂原激活的蛋白激酶（MAPK）磷酸化而使其激活。MAPK可作用于胞液内的靶蛋白质而发挥效应。

酪氨酸蛋白激酶型受体的信号转导受到蛋白酪氨酸磷酸酶的负调节。蛋白酪氨酸磷酸酶可作用于磷酸化的受体，使其去磷酸化，从而使受体失活，及时终止信号转导，避免细胞反应过度。

5.级联之间的交叉信号：Ca2+、PIP2级联信号通路的激活依赖于环核苷酸磷酸二酯酶，抑制cAMP的堆积和级联效应。这一现象说明了PIP2和cAMP级联之间存在负交叉调控。PKC的活化增强cAMP对TSH的作用，抑制前列腺素E对TSH的作用，这说明PKC的活化对TSH和前列腺素受体产生相反的作用。另一方面，由佛波酯刺激PKC可以抑制表皮生长因子（Epidermal Growth Factor ，EGF）对TSH的作用。

cAMP通路和生长因子通路之间的交叉信号已经在许多细胞中有所研究。在卵巢颗粒细胞中，卵泡刺激激素可以通过cAMP，激活MAP激酶和PI3激酶通路[4]。在FRTL-5细胞中，TSH可以通过cAMP激活MAP激酶；在WRT细胞中，TSH和cAMP共同激活PKB[5]。