Notch基因编码一类高度保守的细胞表面受体，它们调节从海胆到人等多种生物细胞的发育。Notch信号影响细胞正常形态发生的多个过程，包括多能祖细胞的分化、细胞凋亡、细胞增殖及细胞边界的形成。Notch基因位点突变引起的表型改变，表明Notch信号作用的多样性。Notch信号通路广泛存在于脊椎动物和非脊椎动物，在进化上高度保守，通过相邻细胞之间的相互作用调节细胞、组织、器官的分化和发育。Notch信号通路由Notch受体、Notch配体(DSL蛋白)、CSL (CBF-1，Suppressor of hairless，Lag的合称)DNA结合蛋白、其他的效应物和Notch的调节分子等组成。

NOTCH信号同路的激活

研究表明，经典的NOTCH信号通路的激活需要经过三步酶切过程（三步裂解法）。NOTCH基因编码的的NOTCH受体前体蛋白在核糖体合成以后，在S1位点在furin样转化酶作用下裂解产生ECN和TM两个亚基。ECN和TM以二硫键链接在一起，形成异二聚体形式的NOTCH受体，位于细胞膜表面。在配体结合到胞外区后，在金属蛋白酶作用下NOTCH蛋白在S2位点裂解为两个片段，N端裂解产物ECN被配体表达细胞吞噬，而C端裂解产物进一步在S3位点被γ-Secretase蛋白酶复合体作用后释放NOTCH蛋白的活化形式-NICD进入细胞核内发挥信号的作用。

Notch信号通路活化有两条途径：

一、经典的Notch信号通路又称为CBF-1/RBP-Jκ依赖途径：(1) Notch信号传导在活化过程中经3次裂解：第1个裂解点(S1，胞外区1654位精氨酸残基-1655位替氨醢残基之间)于Notch成熟过程中在高尔基内furin样转化酶(furin-like convertase)的作用下发生裂解，产生胞外区(Notch extraCellular domain，NEC)和跨膜片段(Notch transmembrane fragment，NTM)2个亚基，NEC与NTM以二硫键连接在一起，形成异二聚体形式的Notch受体，位于细胞膜表面;第2个裂解点(S2)与配体结合后，在金属蛋白酶/肿瘤坏死因子-a转换酶作用下裂解为2个片段，N端裂解产物(胞外区)被配体表达细胞吞噬，而C端裂解产物进一步在跨膜区的第3个裂解点（S3）经1高分子量多蛋白联合体（其中主要包括r-分泌酶，突变型早老素和各种的辅因子）所裂解，释放Notch蛋白的活化形式NICD(ICN)。(2) NICD(ICN)进入细胞核，通过RAM域和cdc/ankyrin重复序结合CSL蛋白[CBF1、Su(H)、LAG1]并募集核转录激活蛋白家族MAML ，形成三元络合转录激活物(NICD-CSL-MAML)后，Notch靶基因转录编码HES和HEY等在内的碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)家族转录因子,这些转录因子促进下游基因表达，从而促进细胞增殖和抑制细胞分化。(MAML募集组蛋白乙酰转移酶p300(HDAC)，使组蛋白乙酰化，NICD与CSL蛋白的结合使CSL蛋白由转录抑制物转变为转录激活物，激活靶基因的转录。

二、CSL非依赖途径:Notch受体的ANK区与细胞内的锌指蛋白Deltex结合，抑制转录因子E47(目前研究较少)。Notch信号转导有三种调节方式：1.胞外水平，一种是通过与Notch的胞外段相互作用，从而影响正常的Notch受体与配体的结合，进而影响信号的传导，如：Fringe、Wingless、Scabrous等。另一种是通过在金属蛋白酶的作用下产生受体和配体的活性片段，影响正常Notch受体和配体的结合。2.胞内水平，调节分子仍然主要是通过蛋白水解和相互作用这两种方式来进行调节的。主要为：Presenilins蛋白酶；Deltex是一个含有zinc finger结构域的蛋白，是Notch信号途径的负性调节物；numb是膜相关蛋白。3.胞核水平：如果蝇的核内蛋白Mastermind和Groucho，它们可调控由Notch激活引起基因表达。已证明Mastermind是通过结合在染色质的特定结构上，上调或下调基因的表达。Groucho是一个非bHLH蛋白，它可以与DNA结合蛋白bHLH、E(sp1)/HES相互作用，协同抑制转录。研究证明，Groucho可与染色质上的组蛋白H3结合使转录停止。