Help T细胞的分化调控与通路研究工具（三）
4、Th 细胞分化中的信号通路
4.1 JAK-STAT
JAK-STAT 是细胞因子受体介导的主要信号转导通路。IL-12 能通过STAT4 介导Th1 细胞分化,
IL-4 可通过STAT6 介导Th2 细胞分化。然而,STAT 介导的目的基因尚不清楚,在IL-4 启动子附近亦未发现STAT 结合位点。尽管STAT4 或STAT6 基因敲除实验显示IFN-γ或IL-4依然正常分泌,但缺少STAT信号时GATA23、T-bet 以及细胞因子的表达则大受影响。推测STAT 与GATA23、c2maf 、T2bet 等转录因子密切相关,阐明这些内在的联系有助于搞清Th 细胞分化的分子机制。Bcl26 由于能与STAT6 竞争相同的结合位点,被认为是Th2的负向调节因子。新近发现SOCS5 能通过与IL-4R 的相互作用,负向调节IL-4PSTAT6 通路,从而抑制Th2 分化。
4.2 MAPK
哺乳动物的MAPK信号通路包括细胞外信号调节激酶(ERK) 、c-Jun
N 端激酶(JNK)P应激激活的蛋白激酶(SAPK) 、P38MAPK 以及ERK5PBMK1 四条途径。每条通路均通过保守的三级酶促级联反应[MAPKKK→MAPKK(MKK)
→MAPK]激活转录因子,调节特定基因的表达。ERK位于癌基因Ras下游,Ras等不同激活信号通过Raf2MEK1 途径激活ERK,通常称Ras2ERK通路,包括ERK1 和ERK2。前已述及TCR 激活信号能激活MEKPERK,促使Th1分化。H2Ras 转基因小鼠研究却发现,Ras2ERK通路经非TCR 激活信号激活后,能上调JAK1激酶活性,促进STAT6 酪氨酸磷酸化,并提示Ras-ERK与JAK-STAT通路之间存在交叉。可见,Ras2ERK通路与Th 细胞分化的确切关系尚待研究。
p38蛋白有4种亚型:p38-α、p38-β、p38-γ和p38-δ。MKK3、MKK6 是其主要的蛋白激酶,应激或炎症刺激等情况下可被激活。p38激活后的直接底物为MAPK激活的蛋白激酶(MAPKAPK)22P3
,其目的基因启动子中含有CRE 或能与CREBPATF 和AP21 家族相互作用敏感的反应元件。p382α、MKK3P6等转基因动物实验发现抑制p38MAPK 通路的激活,IFN2γ水平明显下降。由于IFN2γ启动子近侧和远侧功能性活化元件处存在c-junPATF2 结合位点以及一系列其它ATF结合位点,且近侧IFN2γ元件携带c-junPATF2 结合位点, 呈现Th1 特异性。因此,p38MAPK通路可能通过激活IFN2γ 转录,促使Th1细胞分化。
JNK亦是一种应激激活的蛋白激酶,包括JNK1P2P3。激活的磷酸化级联反应为MEKK1 ,2 →MKK4PSEK1
→JNKPSAPK(MKK7 亦能激活JNK) 。JNKPSAPK能使c2jun、ATF22 等磷酸化并增加其转录活性,促进c-fos、c-Jun、ATF22 调节基因的表达。JNK2 基因敲除研究发现小鼠IFN2γ水平降低,Th1 免疫应答缺陷,但Th2 免疫应答不受影响。将IFN-γ 加入JNK2缺失的T 细胞中则能恢复上述缺陷,产生正常的Th1免疫应答。JNK1 敲除的小鼠呈现强烈的Th2 免疫应答,即使在Th1 条件下亦产生大量IL-4、IL-5 和IL10 等Th2 型细胞因子,进而发现JNK1 敲除小鼠核内NF-AT2 水平上升,提示JNK1 能负向调节核内NF2AT2 的水平,从而影响Th2 型细胞因子产生。
4.3 NF-κBPI-κB
正常情况下,NF2κB 与其抑制因子I-κB 存在于胞浆中。随着上游激酶(NF-κB诱导激酶或MEKK1) 的激活,I-κB 激酶活化并出现I-κB 蛋白磷酸化,导致它们与NF-κB 分离并降解,而游离的NF2κB则转入胞核内转导激活目的基因。NF-κB 因子在Th细胞分化中的作用研究目前刚起步。已有研究发现,抑制NF2κB 活性可阻断GATA23 表达和Th2 型细胞因子产生。
5、结语
细胞分化过程本质上是细胞基因的按序表达和选择性表达的结果,因此,细胞分化调控的基本规律就是基因表达调节。对于Th 细胞分化而言,最终表现为控制细胞应答的有关基因的活化与表达,细胞信号转导通路在此起了重要的中介作用。近几年,Th 细胞分化机制研究进展迅速,已认识到TCR 活化信号、辅助受体以及细胞因子环境等因素共同介导了Th1PTh2 细胞的分化方向,并逐步深入到转录因子、信号转导、基因调控水平。我们相信,Th 细胞分化的复杂性、调节的精确性以及信号通路和相关因子的交叉性等问题的最终阐明,必将给免疫性疾病的药物治疗带来重大突破。
