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+-inositol1,4,5-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（PhospholipaseC, 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。
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-LikeGrowthFactor, 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（EpidermalGrowthFactor ，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]。
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