脂質信號傳遞（Lipid Signaling）構成細胞內信號轉導網路的關鍵層次，涉及膜磷脂代謝、脂質第二信使生成與脂質介質的旁分泌或自分泌功能。相較於蛋白質信號級聯，脂質信號具有獨特的時空特性：生成快速（秒級）、局限於膜微域（lipid rafts 和 caveolae），且能直接改變膜的物理化學性質來影響蛋白質功能。
磷脂醯肌醇信號系統
磷脂醯肌醇（PI）佔膜磷脂不到 10%，但其磷酸化衍生物（phosphoinositides, PIPs）是信號轉導的核心節點。PI4P、PI(4,5)P2（PIP2）和 PI(3,4,5)P3（PIP3）各自招募特定含 PH、FYVE、PX 域的效應蛋白到不同膜區室。PI kinases 和 phosphatases 的時空調控決定了這些 PIPs 的分佈——例如 PI3K Class I 在質膜生成 PIP3 啟動 Akt 存活信號，而 Class III PI3K（Vps34）在內體膜生成 PI3P 調控自噬體形成。
PLC 家族（PLCβ 由 Gαq 活化，PLCγ 由 RTK 活化）水解 PIP2 為 IP3 和 DAG。IP3 結合 ER 上的 IP3R（四聚體鈣通道），引發 CICR（calcium-induced calcium release）和鈣振盪。鈣振盪的頻率編碼（frequency encoding）由 Bhalla & Iyengar（1999）的計算模型闡明——不同頻率活化不同下游路徑（如 CaMKII vs. calcineurin-NFAT）。DAG 除活化 conventional 和 novel PKC 亞型外，也是 RasGRP 和某些 TRP 通道的活化因子。
花生四烯酸級聯的系統生物學
cPLA2α（胞質型 PLA2）是 AA 釋放的主要酵素，需鈣依賴的 C2 域轉位至膜上，並被 MAPK 磷酸化（Ser505）而完全活化。釋放的 AA 進入三條主要代謝路徑：COX-1/2 產生前列腺素和血栓素，5-LOX 產生白三烯，CYP450 epoxygenase 產生 EETs。Dennis & Norris（2015）的脂質體學研究揭示了 AA 代謝網路的複雜性——單一刺激可同時產生數十種脂質介質，其比例決定淨生物效應。
鞘脂信號與膜微域
鞘脂代謝產生的信號分子形成一個平衡網路：鞘磷脂 → 神經醯胺（促凋亡）→ 鞘氨醇 → S1P（促存活）。神經醯胺透過活化 PP2A 去磷酸化 Akt 和 Bad 來推動凋亡，也能在粒線體外膜形成通道促進細胞色素 c 釋放。S1P 透過五種 GPCRs（S1PR1-5）調控細胞遷移、血管成熟和淋巴球出境（egress）。Fingolimod（FTY720）被 SphK2 磷酸化後成為 S1PR1 功能性拮抗劑，將淋巴球困在淋巴結中——這是第一個口服 MS 治療藥物。
溶血磷脂酸與內源性大麻素
LPA（lysophosphatidic acid）由 autotaxin（ATX/ENPP2）從 LPC 水解產生，經由 LPAR1-6 調控細胞增殖、遷移和纖維化。ATX-LPA 軸在卵巢癌和肺纖維化中過度活化。內源性大麻素（AEA 和 2-AG）是花生四烯酸的醯胺和甘油酯衍生物，作用於 CB1/CB2 受體，逆行性調控突觸傳遞。MAGL 和 FAAH 分別降解 2-AG 和 AEA，是止痛藥物開發的重要靶點。