体内组织中的细胞增殖，胚胎发生、分化和细胞死亡过程中细胞的特定命运都受到多种细胞与细胞之间信号的控制，这种控制一旦发生异常，将会带来非常严重的后果。这些调控信号中最突出的是TGF-Beta超家族，该家族包含大量不同的多肽形态发生因子，包括TGF-Beta本身以及BMP（骨形态发生蛋白）和GDF（增长和分化因子）（参考文献1）。TGF-Beta家族的成员会在不同的时间点并以组织特异性的形式表达，因此在机体中大多数组织的发育、稳态平衡和修复中起重要作用。所有免疫细胞，包括B细胞、T细胞和树突状细胞，以及巨噬细胞，都分泌TGF-Beta，而TGF-Beta又通过其他细胞因子负调控免疫细胞的增殖、分化和激活。因此，TGF-Beta是一种有效的免疫抑制剂，TGF-β信号的紊乱还与自身免疫、炎症和癌症有关（参考文献2）。
在与受体结合之前，TGF-β首先会被一个大的复合物激活，该复合物由LTBP和LAP(Latency Associated Peptide)组成。在与II型受体（TGF-BetaRII）结合后，会将I型受体（TGF-BetaRI）募集到高度保守的近膜区域（也称为GS域）。然后，激活的TGF-BetaRI会磷酸化其下游靶标，包括信号转导子SMAD（Sma和Mad相关家族）家族成员SMAD2和SMAD3（参考文献3）。它们与SMAD4形成异源寡聚复合物并转运至细胞核，然后在启动子处与DNA序列特异性结合位点ATF2(Activating TranscriptionFactor-2)和SBE(SMAD Binding Element)上的其他转录因子相互作用，从而调控基因表达。SMAD异源复合物还可以与p300和CBP（CREB结合蛋白）等转录共激活因子和共抑制因子相互作用，由此将SMAD-TF复合物与基础转录机制联系起来，并介导TGF-β的生物学作用（参考文献3）。SMAD2-SMAD4复合物通过与DNA结合蛋白，例如FAST2(Forkhead Activin Signal Transducer-2)，特异性的相互作用来调控转录反应。这些激活的靶基因有些会刺激肿瘤发生，而另一些则抑制肿瘤发生。之后SMAD2会被泛素化，并被蛋白酶体系统降解（参考文献5）。过表达SMAD7会激活TGF-BetaRI，从而抑制SMAD2和SMAD3的磷酸化。SMAD6在结构上与其他SMAD蛋白差异较大，并且可以与TGF-BetaRI稳定结合。SMAD6会干扰SMAD2的磷酸化，并且随后与SMAD4形成异聚体，但是其并不抑制SMAD3的活性。受体–SMAD相互作用的特异性是由SMAD受体激酶域的离散结构元件和SMAD中的MAD同源域决定的。在激活之前，受体调节的SMAD通过诸如SARA（SMAD受体激活锚）的因子锚定在细胞膜上，从而使SMAD接近TGF受体激酶（参考文献4）。
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