JAK-STAT1信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在MRL-lpr狼瘡鼠發(fā)病機(jī)制和治療中的研究.pdf

1、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳遞過(guò)程是細(xì)胞對(duì)外界刺激產(chǎn)生反應(yīng)并最終引發(fā)特異性生物學(xué)效應(yīng)的有效方式。目前發(fā)現(xiàn)的主要與炎癥過(guò)程相關(guān)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途經(jīng)有4條：絲裂原活性蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)途徑，磷脂酰肌醇三磷酸(phosphatidylino-sitol 3’-kinase，PI3)激酶途徑，核因子-k B(nuclear factor-K B，NF-k B)途徑，JaK-信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子(J

2、AK-STAT)途徑；其中Jak/STAT信號(hào)途徑是重要的細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路， Jak蛋白酪氨酸激酶(Janus protein tyrosine kinase)可在細(xì)胞因子受體與相應(yīng)配基結(jié)合后活化，并進(jìn)而激活另一種信號(hào)蛋白分子“信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子”(signal transducer and activator of transcription，STATs)而誘導(dǎo)目的基因表達(dá)。目前發(fā)現(xiàn)的Jak家族包括JAK1、JAK2、JAK3

3、、和TYK2，STAT家族包括STATl、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5a、STAT5b、STAT6共7個(gè)成員。Jak-STAT途徑信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程首先是細(xì)胞膜上的細(xì)胞因子受體與相應(yīng)的配體結(jié)合后，形成同源或異源二聚體，這使得與受體偶聯(lián)的Jak激酶相互接近并通過(guò)交互的Tyr磷酸化作用而活化，活化后的激酶使受體鏈酪氨酸殘基磷酸化，活化的Jak激酶催化受體本身的Tyr殘基磷酸化并形成相應(yīng)的STAq、分子與受體復(fù)合物結(jié)合的“停泊位點(diǎn)

4、”，使STAT得以通過(guò)其SH2結(jié)構(gòu)域與受體上的磷酸Tyr殘基結(jié)合并在Jak激酶的作用下實(shí)現(xiàn)其C端Tyr殘基的磷酸化。兩個(gè)磷酸化的STAT分子利用SH2結(jié)構(gòu)域的Arg與磷酸Tyr之間的作用形成同/異二聚體并離開受體進(jìn)入細(xì)胞核，與其他轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)劑相互作用，與目的基因的啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合誘導(dǎo)基因的表達(dá)，通過(guò)胞核內(nèi)的酪氨酸磷酸酶和/或通過(guò)蛋白降解，STAT脫磷酸化，從而終止信號(hào)的傳導(dǎo)；故STAT蛋白活化的標(biāo)志是其自身的磷酸化。另外，STAT二聚體轉(zhuǎn)入

5、核內(nèi)，誘導(dǎo)一系列細(xì)胞因子反應(yīng)性基因的轉(zhuǎn)錄，然后翻譯為一定功能的蛋白，其中細(xì)胞因子抑制因子(suppressor of cytokine signaling，SOCS)在目前被認(rèn)為是經(jīng)典的JAK-STAT系統(tǒng)的反饋抑制物，SOCS是一組細(xì)胞因子誘導(dǎo)性蛋白，在正常情況下表達(dá)很少或幾乎檢測(cè)不到，而有細(xì)胞因子作用于整個(gè)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑時(shí)，激活的STAT會(huì)誘導(dǎo)SOCS的表達(dá)，所以Jak/STAT途徑的激活還表現(xiàn)在它能誘導(dǎo)SOCS的產(chǎn)生。系統(tǒng)性紅斑狼瘡(s

6、ystemic lupus erythematosus，SLE)是最具有代表性的多系統(tǒng)受累的自身免疫病，主要影響育齡期婦女，病變累及關(guān)節(jié)肌肉、皮膚、腎臟等多系統(tǒng)、多器官，血清出現(xiàn)多種自身抗體，并有明顯的免疫紊亂，嚴(yán)重影響人體健康。SLE的真正病因迄今不明，一般認(rèn)為是多因性的，遺傳因素、性激素和環(huán)境因素等相互間錯(cuò)綜復(fù)雜的作用引起機(jī)體免疫調(diào)節(jié)功能紊亂，導(dǎo)致SLE的發(fā)生和持續(xù)，使疾病不易緩解。近年來(lái)許多研究已經(jīng)明確干擾素(Interferon

7、，IFN)，包括Ⅰ型IFN(α、β)和Ⅱ型IFN(γ)等在SLE的發(fā)病、病理中起重要作用，主要支持點(diǎn)有：①在SLE病人經(jīng)常發(fā)現(xiàn)IFN的水平明顯升高并且與疾病的活動(dòng)性相一致；②惡性腫瘤或肝炎患者在接受重組IFN-α治療時(shí)，可以誘發(fā)SLE；③近年來(lái)許多研究對(duì)于SLE患者進(jìn)行基因譜分析發(fā)現(xiàn)工FN相關(guān)基因表達(dá)明顯升高，并且與疾病活動(dòng)性相關(guān)；④Ⅰ型IFN和Ⅱ型IFN都可促進(jìn)具有Th-1樣作用的IgG亞型例如工gG2a、IgG2b和IgG3的生成，

8、這些IgG亞型可結(jié)合消耗補(bǔ)體，在SLE的發(fā)病中具有致病性；⑤IFN-α可以誘導(dǎo)SLE病人外周血的單核細(xì)胞成為具有高度抗原呈遞功能的樹突狀細(xì)胞，從而破壞了自身免疫耐受或進(jìn)一步增強(qiáng)針對(duì)自體的體液免疫；⑥許多動(dòng)物實(shí)驗(yàn)通過(guò)轉(zhuǎn)基因或治療性干預(yù)SLE的動(dòng)物模型表明IFN-γ在促進(jìn)自身抗體生成，特別是在狼瘡腎炎的病理過(guò)程中起重要作用?？傊琁FN在SLE病理生理中的重要地位已經(jīng)得到確認(rèn)，并且成為治療SLE的靶因子。 目前研究已經(jīng)證實(shí)Jak-S

9、TA2T途徑是IFN信號(hào)傳導(dǎo)的重要途徑，其中STATl是IFN-α和IFN-γ發(fā)揮其生物學(xué)作用的共同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子，一直以來(lái)有許多研究發(fā)現(xiàn)Jak-STAT途徑的活化參與細(xì)胞增殖、分化、凋亡等過(guò)程，所以在腫瘤、慢性炎癥如肝炎等Jak-STAT途徑的異?；罨皩?duì)細(xì)胞因子的失調(diào)控反應(yīng)所造成的細(xì)胞的異常生長(zhǎng)或分化均參與了疾病的發(fā)生發(fā)展。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，在很多慢性炎性疾病特別是有自身免疫因素參與的疾病STAT1的活化在疾病的病理生理過(guò)程中起重要作

10、用，調(diào)控STAT1的生物學(xué)作用將成為一個(gè)新的抗炎性反應(yīng)措施。由于上述IFN在SLE中的重要作用及STAT在IFN信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的重要地位，推測(cè)STAT1的活化可能在SLE的發(fā)病機(jī)制中有重要作用。然而迄今為止JAK/STAT1信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在SLE中的作用卻缺乏研究，本研究將通過(guò)測(cè)定狼瘡小鼠不同器官(。腎臟、腦、肺臟)STAT1蛋白的活化即磷酸化水平探討Jak/STAT1途徑的表達(dá)和活化，通過(guò)測(cè)定Jak/STAT1途徑的下游反饋抑制物SOCS1

11、、3基因的mRNA水平和蛋白表達(dá)探討Jak/STAT1途徑的調(diào)控機(jī)制，從而探討Jak/STATl途徑在狼瘡各主要累及器官中所起的作用。近20年來(lái)SLE的預(yù)后已經(jīng)大為改觀，目前其10年生存率可達(dá)80﹪以上。影響SLE生存率的因素包括性別、年齡、各臨床表現(xiàn)、疾病嚴(yán)重程度、治療方案等多方面，其中狼瘡腎炎(LN)的存在及進(jìn)行性腎功能損害是影響預(yù)后的主要因素，根據(jù)臨床表現(xiàn)有70﹪以上的病人腎臟受累，若根據(jù)病理活檢，則幾乎所有系統(tǒng)性紅斑狼瘡均有腎臟

12、損害，所以LN已經(jīng)成為最常見的嚴(yán)重并發(fā)癥和主要死亡原因之一，深入了解LN的發(fā)病機(jī)制有助于尋找確切有效的治療手段。LN的治療仍然是當(dāng)今的難點(diǎn)問(wèn)題，目前仍然是以激素和環(huán)磷酰胺為主的免疫抑制劑，長(zhǎng)期應(yīng)用副作用較多，人們一直在探索新的免疫抑制藥物以改善SLE的長(zhǎng)期預(yù)后和生存質(zhì)量。雷帕霉素(Rapamycin，RAPA)是1975年從吸水鏈霉菌發(fā)酵液中獲得的親脂性的大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，現(xiàn)已把其作為器官移植抗排斥作用新藥進(jìn)行Ⅲ期臨床試驗(yàn)。從目前動(dòng)物實(shí)

13、驗(yàn)及臨床應(yīng)用的效果看，RAPA是一種療效好，低毒，無(wú)腎毒性的新型免疫抑制劑，由于免疫抑制劑在移植免疫和自身免疫中存在類似的作用機(jī)理，環(huán)孢霉素A，嗎替麥考酚酯(驍悉)，來(lái)氟米特，F(xiàn)K506等最初應(yīng)用于抗移植排斥藥物已紛紛進(jìn)入風(fēng)濕科的臨床，RAPA也有望成為新的抗風(fēng)濕病藥物。 然而RAPA的作用機(jī)制尚不完全清楚，許多學(xué)者體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)RAPA對(duì)細(xì)胞由G1期至S期的干擾作用是通過(guò)不同的細(xì)胞因子受體阻斷信號(hào)傳導(dǎo)通路，從而抑制活化T細(xì)胞和B