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Stat3信号通路与恶性肿瘤发生 发展关系的研究进展

2014-01-26

中国实用乡村医生杂志 2014年16期
关键词:信号转导酪氨酸结构域

李 硕

(中国医科大学临床医学七年制97期2班,辽宁 沈阳 110001)

Stat3信号通路与恶性肿瘤发生 发展关系的研究进展

李 硕

(中国医科大学临床医学七年制97期2班,辽宁 沈阳 110001)

Stat3是一种存在于细胞浆中与酪氨酸磷酸化信号通道相偶联、激活后能够转入核内并与DNA相结合的蛋白,具有信号转导和转录调控双重功能,与促进肿瘤细胞增殖、抑制肿瘤细胞凋亡,促进肿瘤的侵袭和转移,增强肿瘤免疫逃逸能力密切相关。有效阻断Stat3信号通路,将为肿瘤的临床治疗开辟新的途径。文章结合文献综述Stat3信号通路与恶性肿瘤发生、发展关系的研究进展。

Stat3;信号通路;肿瘤;进展

Stat3(signal transducer and activator of transcription 3)是Stat蛋白家族的重要成员,可介导多种细胞因子和生长因子的信号向细胞核转导,在细胞中发挥重要的生理功能,与恶性肿瘤的发生及发展密切相关。

1 Stat家族的结构和功能

至今为止,Stat家族被发现包括7个成员,是一种可以在外界信号刺激下激活并直接转入细胞核内引发相应靶基因转录的信号转导子。最初在IL-6刺激的肝细胞中被发现的Stat3蛋白大约由750~850个氨基酸残基组成,相对分子量为84~113 kDa。Stat3异构体目前被发现的结构域包括:DNA结合结构域、SH2结构域、酪氨酸磷酸化位点及螺旋区等[1]。

2 Jak-Stat通路转导信号和活化转录的机制

正常细胞内有两大信号转导通路:ras-MAPK通路和蛋白酪氨酸激酶(janus protein tyrosine kinase, JAK)-信号转导蛋白和转录激活物(STAT)。Jak-Stat信号通路是今年新研究的一条通路,由Jak蛋白家族和Stat蛋白家族组成,在恶性肿瘤的侵袭和转移中起关键作用。

细胞膜表面的受体与多种细胞外刺激信号结合后,通过募集并激活JAK家族的途径,使受体相关的JAKs自我磷酸化并使胞浆内受体尾部的酪氨酸磷酸化而活化。磷酸化后的酪氨酸与Stat3的SH2结构域作用,进一步募集非活化的Stat3单体并使Stat3的酪氨酸位点磷酸化而活化(活化后简称为p-Stat3)。活化后的Stat3由单体形成同源或异源二聚体后作为转录因子进入细胞核调控靶基因转录,完成信号由细胞外到细胞内的转导过程。

3 Stat3在肿瘤发生、发展中的作用

Stat3是IL-6/JAK、Src、EGFI等多个致癌性酪氨酸激酶信号通道的汇聚焦点,在多种肿瘤中表现为持续性的过度激活,现将Stat3在肿瘤中的作用简述为以下3个方面。

3.1 促进细胞增殖、抑制细胞凋亡 Stat3过度激活后诱导其下游靶基因如细胞周期调控因子、凋亡抑制子等异常高表达,促进细胞增殖、阻碍细胞凋亡,从而触发了肿瘤的形成与发展。STAT3的持续高表达能够使凋亡抑制子Bcl-xl高表达,并且抑制了STAT3信号能够同时抑制细胞中Bcl-xl的表达,并使细胞对Fas介导的细胞凋亡敏感性增强[2]。P53蛋白能够抑制细胞增生并诱导细胞凋亡,Stat3负性调节TP53基因的表达,从而抑制细胞凋亡[3]。

3.2 促进肿瘤的侵袭与转移 肿瘤的生长和转移离不开从新生血管中获取氧气和营养成分。血管内皮生长因子VEGF(vascular endothelial growth factor)是最重要的血管生成诱导信号之一,在肿瘤细胞中高水平表达[4]。Niu等[5]首次研究证实,Stat3可以通过直接调控VEGF的表达来促进肿瘤血管的生成,并且抑制Stat3的表达可以抑制VEGF表达,从而抑制肿瘤生长和血管发生。

3.3 增强肿瘤免疫逃逸的能力 激活的Stat3信号能够在各种免疫细胞中抑制炎症反应,促进肿瘤细胞进行免疫逃逸从而有助于肿瘤的发生。在骨髓细胞中组织特异性敲除Stat3基因会使骨髓细胞扩增、炎症因子升高[6]。Cheng等[7]通过实验证明,阻断巨噬细胞内Stat3信号通路可诱导IL-12等细胞因子的表达,恢复T细胞的免疫功能。

4 结语与展望

Stat3是肿瘤多条信号传导通路的交汇点,与恶性肿瘤的发生和发展密切相关,可作为判断预后的指标和治疗的新靶点。抑制Stat3信号通路的活性可以显著抑制肿瘤的生长、侵袭和转移。进一步筛选出作用力强、特异性好的Stat3信号通路抑制剂,并将其与肿瘤治疗的传统方法进行分析、综合,选择低价、高效、易于实施的治疗药物和方法,将为肿瘤的治疗开辟新的途径。

参考文献:

[1] Takeda K, Akira S. Stat family of transcription factors in cytokine-mediated biological responses[J]. Cytokine Growth Factor Rev, 2000, 11(3): 199-207.

[2] Catlett-Falcone R, Landowski TH, Oshiro MM, et al. Constitutive activation of Stat 3 signaling confers resistance to apoptosis in human U266 myeloma cells[J]. Immunity, 1999,10(1): 105-115.

[3] Niu G, Wright KL, Ma Y, et al. Role of Stat3 in regulating p53 expression and function[J]. Mol Cell Biol, 2005, 25(17): 7432-7440.

[4] Xu Q, Briggs J, Park S, et a1. Targeting Stat3 blocks both HIF1 and VEGF expression induced by multiple oncogenic growth signaling pathways[J]. Oncogene, 2005, 24(36): 5552-5560.

[5] Turkson J, Ryan D, Kim JS, et al. Phosphotyrosyl peptides block Stat3-mediated DNA binding activity, gene regulation, and cell transformation[J]. Biol Chem, 2001, 276(48): 45443-45455.

[6] Lee CK, Raz R, Gimeno R, et al. Stat3 is a negative regulator of granulopoiesis but is not required for G-CSF-dependent differentiation[J]. Immunity, 2002, 17(1): 63-72.

[7] Cheng F, Wang HW, Cuenea A, et a1. A critical role for Stat3 signaling in immune tolerance[J]. Immunity, 2003, 19(3): 425-436.

1672-7185(2014)16-0017-02

10.3969/j.issn.1672-7185.2014.16.010

2014-04-27)

R73

A

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