4、Th 細胞分化中的信號通路
4.1 JAK-STAT
JAK-STAT 是細胞因子受體介導的主要信號轉導通路。IL-12 能通過STAT4 介導Th1 細胞分化,
IL-4 可通過STAT6 介導Th2 細胞分化。然而,STAT 介導的目的基因尚不清楚,在IL-4 啟動子附近亦未發現STAT 結合位點。盡管STAT4 或STAT6 基因敲除實驗顯示IFN-γ或IL-4依然正常分泌,但缺少STAT信號時GATA23、T-bet 以及細胞因子的表達則大受影響。推測STAT 與GATA23、c2maf 、T2bet 等轉錄因子密切相關,闡明這些內在的聯系有助于搞清Th 細胞分化的分子機制。Bcl26 由于能與STAT6 競爭相同的結合位點,被認為是Th2的負向調節因子。新近發現SOCS5 能通過與IL-4R 的相互作用,負向調節IL-4PSTAT6 通路,從而抑制Th2 分化。
4.2 MAPK
哺乳動物的MAPK信號通路包括細胞外信號調節激酶(ERK) 、c-Jun
N 端激酶(JNK)P應激激活的蛋白激酶(SAPK) 、P38MAPK 以及ERK5PBMK1 四條途徑。每條通路均通過保守的三級酶促級聯反應[MAPKKK→MAPKK(MKK)
→MAPK]激活轉錄因子,調節特定基因的表達。ERK位于癌基因Ras下游,Ras等不同激活信號通過Raf2MEK1 途徑激活ERK,通常稱Ras2ERK通路,包括ERK1 和ERK2。前已述及TCR 激活信號能激活MEKPERK,促使Th1分化。H2Ras 轉基因小鼠研究卻發現,Ras2ERK通路經非TCR 激活信號激活后,能上調JAK1激酶活性,促進STAT6 酪氨酸磷酸化,并提示Ras-ERK與JAK-STAT通路之間存在交叉。可見,Ras2ERK通路與Th 細胞分化的確切關系尚待研究。
p38蛋白有4種亞型:p38-α、p38-β、p38-γ和p38-δ。MKK3、MKK6 是其主要的蛋白激酶,應激或炎癥刺激等情況下可被激活。p38激活后的直接底物為MAPK激活的蛋白激酶(MAPKAPK)22P3
,其目的基因啟動子中含有CRE 或能與CREBPATF 和AP21 家族相互作用敏感的反應元件。p382α、MKK3P6等轉基因動物實驗發現抑制p38MAPK 通路的激活,IFN2γ水平明顯下降。由于IFN2γ啟動子近側和遠側功能性活化元件處存在c-junPATF2 結合位點以及一系列其它ATF結合位點,且近側IFN2γ元件攜帶c-junPATF2 結合位點, 呈現Th1 特異性。因此,p38MAPK通路可能通過激活IFN2γ 轉錄,促使Th1細胞分化。
JNK亦是一種應激激活的蛋白激酶,包括JNK1P2P3。激活的磷酸化級聯反應為MEKK1 ,2 →MKK4PSEK1
→JNKPSAPK(MKK7 亦能激活JNK) 。JNKPSAPK能使c2jun、ATF22 等磷酸化并增加其轉錄活性,促進c-fos、c-Jun、ATF22 調節基因的表達。JNK2 基因敲除研究發現小鼠IFN2γ水平降低,Th1 免疫應答缺陷,但Th2 免疫應答不受影響。將IFN-γ 加入JNK2缺失的T 細胞中則能恢復上述缺陷,產生正常的Th1免疫應答。JNK1 敲除的小鼠呈現強烈的Th2 免疫應答,即使在Th1 條件下亦產生大量IL-4、IL-5 和IL10 等Th2 型細胞因子,進而發現JNK1 敲除小鼠核內NF-AT2 水平上升,提示JNK1 能負向調節核內NF2AT2 的水平,從而影響Th2 型細胞因子產生。
4.3 NF-κBPI-κB
正常情況下,NF2κB 與其抑制因子I-κB 存在于胞漿中。隨著上游激酶(NF-κB誘導激酶或MEKK1) 的激活,I-κB 激酶活化并出現I-κB 蛋白磷酸化,導致它們與NF-κB 分離并降解,而游離的NF2κB則轉入胞核內轉導激活目的基因。NF-κB 因子在Th細胞分化中的作用研究目前剛起步。已有研究發現,抑制NF2κB 活性可阻斷GATA23 表達和Th2 型細胞因子產生。
5、結語
細胞分化過程本質上是細胞基因的按序表達和選擇性表達的結果,因此,細胞分化調控的基本規律就是基因表達調節。對于Th 細胞分化而言,最終表現為控制細胞應答的有關基因的活化與表達,細胞信號轉導通路在此起了重要的中介作用。近幾年,Th 細胞分化機制研究進展迅速,已認識到TCR 活化信號、輔助受體以及細胞因子環境等因素共同介導了Th1PTh2 細胞的分化方向,并逐步深入到轉錄因子、信號轉導、基因調控水平。我們相信,Th 細胞分化的復雜性、調節的精確性以及信號通路和相關因子的交叉性等問題的最終闡明,必將給免疫性疾病的藥物治療帶來重大突破。
