JAK-STAT 信号通路的组成
JAK-STAT 信号通路在进化上是保守的。它由配体 (细胞因子)-受体复合物、JAKs 和 STATs 组成。JAK 家族的 4 个成员分别为 JAK1-3 和 TYK2。STAT 家族成员分别为：STAT1,STAT2, STAT3, STAT4, STAT5 (STAT5A和 STAT5B), 和 STAT6。
图 1. JAK 的结构和 STAT 蛋白家族的结构[1]
关于 JAK/STAT 信号通路灵活
经典的 JAK-STAT 信号传导始于细胞因子与其相应的跨膜受体之间的细胞外结合。两个细胞因子受体家族，I 型和 II 型 (type I and type II receptors)，是JAK-STAT 信号通路上的两类重要受体。
细胞/生长因子与相应的受体结合，导致对应受体二聚化和相关 JAK 的募集，进而促进 JAK 灵活；活化的 JAK 导致结合受体酪氨酸磷酸化、形成 STATs 的对接位点。
接着，JAK 介导 STATs 酪氨酸磷酸化 (p-Tyr)，然后 STATs 从受体上解离形成同源二聚体或异源二聚体。同源二聚或异源二聚的 STATs 易位至靶基因启动子，调节靶基因的转录。
图2. JAK 家族介导的细胞内信号通路[3]
为了维持 JAK-STAT 通路的平衡和稳定状态，许多负调节因子参与了 JAK-STAT 信号转导的调节。这些负调节因子分为三种类型：活化 STAT 蛋白抑制因子 (PIAS)、SOCS/CIS 家族成员和蛋白酪氨酸磷酸酶 (PTPs)。
PIAS：PIAS 主要与 STAT 二聚体相互作用，抑制 STAT 与 DNA 结合，从而阻断 JAK-STAT 信号转导。
CIS/SOCS 家族：通过三种方式负向调节 JAK-STAT 通路：(1) 与酪氨酸激酶受体结合，阻断 STAT 的募集；(2) 直接与 JAK 结合，抑制其激酶活性；(3) SOCS 蛋白结合 JAK 或 STAT，结合的 SOCS 蛋白与延长蛋白 B/C-cullin5 复合物相互作用，然后通过多泛素化和蛋白酶体降解 JAK 或 STAT。
图3. 经典 JAK-STAT 信号通路的灵活和负调节[1]
PTPs：通过与 JAK、STAT 或受体相互作用来抑制 JAK-STAT 通路: (1) 使 STAT 二聚体去磷酸化；(2) 与受体相互作用，使相关的 JAK 去磷酸化；(3) 在 CD45 (一种跨膜 PTP) 的情况下，抑制 JAK 的磷酸化。
JAK-STAT 通路与炎症和自身免疫性疾病
在某些病理状况下，炎症过程被认为是身体受到病原体攻击或损伤时的局部保护反应。JAK-STAT 是由细胞因子调节的主要信号通路，对于启动先天免疫、协调适应性免疫机制以及始终抑制炎症和免疫反应至关重要。
类风湿性关节炎 (RA) 是一种全身性、多关节的慢性、炎症性的滑膜关节肌肉骨骼疾病。与 RA 相关的大量组织损伤可发生在心脏，以及肺、肾脏和血管等。许多参与 RA 的细胞因子 (尤其是 IL-6、IFN-γ、IL-12/23) 通过 JAK-STAT 途径发出信号。
炎症性肠病 (IBD) 是一种慢性或复发性胃肠道炎症性疾病，表现为肠道内稳态失调，其特征是黏膜免疫系统不受控制的炎症和异常灵活。研究认为 IBD 是由多种因素引起的，包括遗传易感性、环境因素以及肠道菌群和免疫系统功能的变化。同样，许多细胞因子通过其促炎或抗炎作用在 IBD 的病理生理过程中发挥关键作用，因此，对 JAK/STAT 信号通路是 IBD 的一个有吸引力的潜在治疗靶点。
JAK-STAT 通路的抑制剂和前景
JAK 抑制剂 (JAKinibs) 在治疗包括 RA 在内的几种炎症性疾病中显示出良好的前景。一代 Jakinibs 如 Tofacitinib，Baricitinib和 Ruxolitinib已经被 FDA 批准用于自身免疫疾病。然而，一代 Jakinibs 的非选择性 (pan-JAK) 作用可能与不良副作用有关，下一代 Jakinibs 如 Decernotinib，GLPG0634，Upadacitinib等则提高了选择性。然而，增加选择性也可能降低功效。此外，几家生物技术公司正在开发 JAK 抑制剂，目标是创造一种具有较大功效和较小脱靶效应的分子，如SHR0302，Abrocitinib，Delgocitinib 等。
图 4. 部分Jakinibs 特点
STATs 抑制剂
作为 I/II 型细胞因子受体下游的 JAK 底物和关键信号分子，STATs 已被研究为治疗炎症和自身免疫以及恶性肿瘤的有吸引力的靶标。如 STAT3 对于 IL-6 下游的信号传导至关重要 (IL-6 调节 T 细胞和其他免疫细胞产生 IL-17，在风湿病的发病机制中起重要作用)。此外，已在一些人类癌症和癌细胞系中观察到 STAT3 和 STAT5 的组成型灵活。
但是，STAT 抑制剂开发面临的挑战包括生物利用度和选择性问题。例如，STAT1 和 STAT3 之间存在相当大的同源性；不同 STAT 的功能冗余等。但仍有 STAT 抑制剂进入临床，如 OPB-31121 和 OPB-51602 (STAT3 抑制剂)。
我们相信随着新数据的出现和新药的继续开发，可能很快还会有更多的 Jakinibs 出现。在未来几年，Jakinibs 也有望改变自身免疫和风湿病领域，因为正在进行的临床前和临床相关研究肯定会确定选择性、优化剂量、配方等可行性和益处，以较大限度地减少不良脱靶，并提高临床疗效。
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参考文献
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1. Hu X, et al. The JAK/STAT signaling pathway: from bench to clinic. Signal Transduct Target Ther. 2021;6(1):402. Published 2021 Nov 26.
2. Salas A, et al. JAK-STAT pathway targeting for the treatment of inflammatory bowel disease. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2020;17(6):323-337.
3. Kevin L Winthrop, et al. The emerging safety profile of JAK inhibitors in rheumatic disease. Nat Rev Rheumatol. 2017 May;13(5):320.
4. Villarino AV, et al. Mechanisms of Jak/STAT signaling in immunity and disease. J Immunol. 2015;194(1):21-27.
5. Li WX. Canonical and non-canonical JAK-STAT signaling. Trends Cell Biol. 2008;18(11):545-551.
6. Xin P, Sun S, et al. The role of JAK/STAT signaling pathway and its inhibitors in diseases. Int Immunopharmacol. 2020;80:106210.
7. Singh S, et al. JAK-STAT inhibitors: Immersing therapeutic approach for management of rheumatoid arthritis. Int Immunopharmacol. 2020;86:106731.
8. Banerjee S, et al. JAK-STAT Signaling as a Target for Inflammatory and Autoimmune Diseases: Current and Future Prospects [published correction appears in Drugs. 2017 May;77(8):939] [published correction appears in Drugs. 2017 Jun 12;:]. Drugs. 2017;77(5):521-546.
9. Ciobanu DA, et al. JAK/STAT pathway in pathology of rheumatoid arthritis (Review). Exp Ther Med. 2020;20(4):3498-3503.
10. Kim YK, et al. Structural basis of intersubunit recognition in elongin BC-cullin 5-SOCS box ubiquitin-protein ligase complexes. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 2013;69(Pt 8):1587-1597.
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