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JAK/STAT Signaling

 

JAK 激酶(Janus Kinase)是I型和II型细胞因子受体胞内结构衔接的信号分子家族,属于非受体类的酪氨酸激酶。“JAK” 的命名源于古罗马的看门神Janus,Janus头部前后各有一副面孔,相应的JAK激酶结构和看门神 Janus 相似,也包含两个几乎相同的磷酸转移结构域。当细胞因子结合到细胞膜外的受体后,细胞因子受体被活化,将信号传递给 JAK 激酶,JAK 激酶发生磷酸化,并进一步将下游分子 STAT 磷酸化,磷酸化的 STAT可以进入细胞核中,作为转录因子复合物的一部分,控制细胞基因的转录,进而影响细胞的生物学功能,这一条细胞因子传导的通路被统称为“JAK-STAT”通路。

 

                         

                                                                             图1  JAK-STAT信号转导

                                              Cell. 2022 Oct 13;185(21):3857-3876. doi: 10.1016/j.cell.2022.09.023. 

 

Janus激酶 (JAK)/信号转导和转录激活因子(STAT)通路是细胞因子受体信号传导的核心,细胞因子受体是超过30种识别特定细胞因子的跨膜蛋白超家族,对血液形成和免疫反应至关重要。 Canonical JAK / STAT信号传导开始于细胞因子与其相应的跨膜受体的结合。然后,活化的JAK使潜在的STAT单体磷酸化,导致二聚化,核转位和DNA结合。在哺乳动物中,有四种 JAK(JAK1,JAK2,JAK3,TYK2)和 七种STAT(STAT1,STAT2,STAT3,STAT4,STAT5a,STAT5b,STAT6)。

JAK是受体亚基的组成部分,几乎没有释放或交换到细胞质中,因此主要位于质膜上。 STAT具有七个保守特征:N-末端结构域(NT),卷曲螺旋结构域(CC),中心DNA结合结构域(DBD),接头区域,SH2结构域,随后是单个保守酪氨酸残基,以及C末端反式激活结构域(TAD)。然后STAT蛋白的JAK磷酸化导致二聚体复合物的空间重组,并易位至细胞核。一旦进入细胞核,STAT调节剂通过NT:NT相互作用稳定,并与启动子区域内的串联序列元件协同结合,以激活特定基因子集的转录。

已经报道了JAK / STAT途径的异常激活在多种疾病中,包括炎性病症,恶性血液病和实体瘤。最近,人类骨髓增生性肿瘤被发现与JAK2(JAK2 V617F)中独特的获得性体细胞突变,罕见的外显子12 JAK2突变或组成型激活野生型JAK2的血小板生成素受体突变有关。因此,几家制药公司已开始开发抑制JAK酪氨酸激酶功能的治疗药物。目前,在临床中已经使用了几种JAK靶向药物来治疗包括类风湿性关节炎和骨髓增生性疾病在内的疾病。

参考文献:
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