Notch基因最早發現於果蠅，部分功能缺失導致翅緣缺刻（notches）。Notch信號途徑由Notch、Notch配體（DSL蛋白）和CSL（一類DNA結合蛋白）等組成。Notch及其配體均為單次跨膜蛋白。途徑可概括為：Delta→Notch→酶切→ICN→進入細胞核→CLS-ICN複合體→基因轉錄。
概述,發現,結構,作用機制,已發現的功能,
概述
Notch基因最早發現於果蠅，部分功能缺失導致翅緣缺刻（notches）。Notch信號通路是大多數多細胞生物中存在的一種高度保守的細胞信號系統，主要由Notch、Notch配體（DSL蛋白）和CSL（一類DNA結合蛋白）等組成。哺乳動物有四種不同的notch受體，稱為NOTCH1、NOTCH2、NOTCH3和NOTCH4。notch受體是一種單通道跨膜受體蛋白。它是一個由大的細胞外部分組成的異質低聚體，它與一個由短的細胞外區域、一個單跨膜通道和一個小的細胞內區域組成的notch蛋白的一個較小的片段在鈣依賴的、非共價的相互作用中結合。
Notch信號在神經發生過程中促進增殖信號，其活性受“麻木”抑制，促進神經分化。它在胚胎髮育的調控中起著重要作用。
發現
1914年，約翰s德克斯特(John S. Dexter)注意到果蠅黑腹果蠅翅膀上出現了一個缺口。1917年，托馬斯·亨特·摩根發現了該基因的等位基因。它的分子分析和測序是Spyros artavani-tsakonas和Michael W. Young在20世紀80年代獨立進行的。根據發育表型:lin-12和glp-1，對兩種秀麗隱桿線蟲Notch基因的等位基因進行了鑑定。lin12的克隆和部分序列與果蠅Notch同時被Iva Greenwald報導。
結構
Notch信號途徑由Notch、Notch配體（DSL蛋白）和CSL（一類DNA結合蛋白）等組成。Notch及其配體均為單次跨膜蛋白
Notch：為分子量約300KD的蛋白質，果蠅只有1個Notch基因，人類4個（Notch1-4）。Notch的胞外區是結合配體的區域，具有不同數量的EGF樣重複序列（EGF-R）和3個LNR（Lin/Notchrepeats）。胞內區由RAM（RBP-Jkappaassociatedmolecular）結構域、6個錨蛋白（cdc10/ankyrin，ANK）重複序列、2個核定位信號（NLS）和PEST結構域。RAM結構域是與CSL結合的區域，PEST結構域與Notch的降解有關。Notch蛋白要經過三次切割，第一次在高爾基體內被furin切割為2個片斷，轉運到細胞膜形成異二聚體。當配體結合到胞外區，Notch蛋白又發生兩次斷裂，先是被腫瘤壞死因子-α-轉化酶（TNF-α-convertingenzyme，TACE）切割，然後被γ-促分泌酶（γ-secretase）切割，後者需要早老蛋白（presenilin，PS）參與。酶切以後釋放Notch胞內區ICN，進入細胞核發揮生物學作用。
Notch配體：在果蠅中Notch個配體為Delta和Serrate，線蟲為Lag-2，取首寫字母，Notch的配體又被稱為DSL蛋白（在哺乳動物中叫做Jagged），都是單次跨膜糖蛋白，其胞外區含有數量不等的EGF樣重複區，N端有一個結合Notch體必需的DSL基序。
CSL：為轉錄因子，在哺乳動物中叫做CBF1，在果蠅中叫做SuppressorofHairless，線上蟲中叫做Lag-1，故名。CSL能識別並結合特定的DNA序列（GTGGGAA），這個序列位於Notch誘導基因的啟動子上。ICN不存在時，CSL為轉錄抑制因子。當結合ICN時，CSL能誘導相關基因的表達。Notch信號的靶基因多為鹼性螺旋-環-螺旋類轉錄因子（basichelix-loop-helix，bHLH），它們又調節其它與細胞分化直接相關的基因的轉錄。如哺乳動物中的HES（hairy/enhancerofsplit）、果蠅中的E（spl）（enhancerofsplit）及非洲爪蟾中的XHey-1等
作用機制
Notch蛋白橫跨細胞膜，一部分在細胞膜內，一部分在細胞膜外。配體蛋白與細胞外結構域結合，誘導蛋白水解、裂解和細胞內結構域釋放，進入細胞核修飾基因表達。
受體通常是通過細胞間直接接觸觸發的，細胞間直接接觸的跨膜蛋白形成結合notch受體的配體。notch的結合允許細胞群體間達到自組織與同步，比如，如果只有一個細胞表達了給定的特性，相鄰細胞中的notch信號可能會關閉該特性。通過這種方式，細胞群相互影響形成較大的結構。因此，側抑制機制是Notch信號通路的關鍵。lin-12和Notch介導二元細胞的命運決定，而側抑制涉及反饋機制來放大初始差異
Notch級聯包括Notch和Notch配體，以及將Notch信號傳遞到細胞核的細胞內蛋白。Notch/Lin-12/Glp-1受體家族在果蠅和線蟲發育過程中參與細胞命運的調控
Notch的胞內區域與CBF1和Mastermind形成複合物激活靶基因轉錄。目前複合物的結構已經確定
已發現的功能
Notch信號通路是細胞間通信的重要途徑，它參與了胚胎和成人期控制多細胞分化過程的基因調控機制。Notch信號也在以下過程中發揮作用:
神經元功能與發育
動脈內皮細胞分化命運的穩定與血管生成
在瓣膜形成、心室發育和分化過程中，心內膜和心肌之間關鍵細胞間通訊的調節
維持心臟瓣膜穩態，影響涉及心血管系統的人類疾病
及時分化出細胞系區分內分泌和外分泌胰腺
影響細胞關於二元命運的決定如影響細胞在腸的分泌和吸收系之間作出分化命運的選擇
幫助骨發育過程中造血幹細胞室的擴張，參與成骨細胞譜系的形成，（這暗示了notch在骨再生和骨質疏鬆中的潛在治療作用）
血管內皮細胞的擴增
T細胞譜系承諾從共同淋巴樣前體
在幾個不同的發育階段決定乳腺細胞命運
可能通過一些非核機制，如通過酪氨酸激酶Abl控制肌動蛋白細胞骨架
線蟲種系中有絲分裂/減數分裂決定的調控
Notch信號通路在許多癌症中都是失調的，Notch信號通路的缺陷涉及許多疾病，包括T-ALL (t細胞急性淋巴細胞白血病)、CADASIL(伴有皮層下梗死和白質腦病的腦常染色體顯性動脈病變)、多發性硬化(MS)、法洛四聯症、Alagille綜合徵等許多疾病。
在培養細胞和小鼠模型中，抑制notch信號已被證明對t細胞急性淋巴細胞白血病有抗增殖作用。此外，還發現Rex1對間充質幹細胞notch表達有抑制作用，抑制細胞分化
