JAK-STAT信号通路介绍

JAK-STAT信号通路是一条关键的由细胞因子刺激的信号转导通路，参与细胞的增殖、分化、凋亡以及免疫调节等许多重要的生物学过程。它主要由三个成分组成，即细胞膜表面受体、酪氨酸激酶JAK和转录因子STAT。与其它信号通路相比，JAK-STAT信号通路的传递过程相对简单。细胞因子与相应的受体结合后引起受体分子的聚合，这使得与受体偶联的JAK激酶相互接近并通过交互的酪氨酸磷酸化作用而活化。JAK激活后催化受体上的酪氨酸残基发生磷酸化修饰，这些被磷酸化的酪氨酸位点形成“招募点”（docking site），进而招募含有SH2结构域的STAT蛋白到这个“招募点”。同时激酶JAK催化结合在受体上的STAT蛋白发生磷酸化修饰，最后活化的STAT蛋白以二聚体的形式进入细胞核内与靶基因结合，调控相关基因的转录。一种JAK激酶可以参与多种细胞因子的信号转导过程，一种细胞因子

的信号通路也可以激活多个JAK激酶，但细胞因子对激活的STAT分子却具有一定的选择性。例如IFN-γ激活STAT1，而IL-6却激活STAT3。

STAT分子的过量表达往往出现在很多恶性增殖性疾病中，如炎症和癌症，尤其是造血系统的肿瘤（包括白血病和淋巴瘤）中STAT家族被活化的种类最多，例如STAT1、STAT3和STAT5就是白血病中最常见的持续激活的信号蛋白。近年来STAT的异常激活也在不同类型的实体瘤中起着重要的作用。JAK-STAT通路蛋白已成为治疗炎症和癌症的重要药物靶点，针对这条通路的调控剂无疑会为炎症和肿瘤的治疗带来新的希望。

1、药物对IFN-γ/STAT1信号通路的影响

原理

我们建立了含STAT1-luciferase报告基因质粒的稳定转染HepG2细胞株。在培养基中加入IFN-γ后可以激活STAT1信号通路，酶标仪可以检测到增强的荧光信号。在加入IFN-γ之前或同时加入药物，孵育一定的时间后在酶标仪上读数，通过OD值可以计算该药物对此信号通路抑制/增强的百分比。

结果判断

表1 化合物G抑制IFN-γ/STAT1信号通路

如上图所示，化合物G能抑制由IFN-γ诱导的JAKs/STATs信号传导通路的活化，实验组与IFN-γ组相比有极显著性差异（p<0.01），提示化合物G可能通过抑制JAK/STAT信号转导通路，调控某些相关基因的表达，从而发挥抗炎的作用。

2、药物对IL-6/STAT3信号通路的影响

原理

我们建立了稳定转染了STAT3-luciferase报告基因质粒的HepG2细胞，在培养基中加入IL-6后可以激活STAT3信号通路，酶标仪可以检测到增强的荧光信号。在加入IL-6之前或同时加入药物，孵育一定的时间后在酶标仪上读数，通过OD值可以计算该药物对此信号通路抑制/增强的百分比。

结果判断

表2化合物B抑制IL-6/STAT3信号通路

如上图所示，化合物B能抑制由IL-6诱导的JAK/STAT信号传导通路的活化，实验组与IL-6组相比有极显著性差异（p<0.01），提示化合物B可能通过抑制JAKs/STATs信号转导通路，调控某些相关基因的表达，从而发挥抗炎作用。

3、药物对IFN-α/STATs信号通路的影响

原理

我们建立了稳定转染了ISRE-luciferase报告基因质粒的HepG2细胞，在培养基中加入IFN-α后可以激活STAT-ISRE信号通路，酶标仪可以检测到增强的荧光信号。在加入IFN-α之前或同时加入药物，孵育一定的时间后在酶标仪上读数，通过OD值可以计算该药物对此信号通路抑制/增强的百分比。

结果判断

表3 化合物F抑制STAT-ISRE信号通路