免疫和炎症相关信号通路

1、免疫与炎症相关信号通路1、 Jak/Stat Signaling:IL-6 Receptor Family Jak和Stat是许多调节细胞生长、分化、存活和病原体抵抗信号通路中的关键部分。就有这样一个通路涉及到IL-6（gp130）受体家族，它帮助调节B细胞的分化，浆细胞生成和急性期反应。细胞因子结合引起受体的二聚化同时激活受体结合的Jak蛋白，活化的Jak蛋白对受体和自身进行磷酸化。这些磷酸化的位点成为带有SH2结构的Stat蛋白和接头蛋白的结合位置，接头蛋白将受体和MAP激酶，PI3激酶/Akt还有其他的通路联系在一起。受体结合的Stat蛋白被Jak磷酸化后形成二聚体，转移进入细胞核调节目

2、的基因的表达。细胞因子信号传导抑制分子（SOCS）家族的成员通过同源或异源的反馈减弱受体传递的信号。Jak或Stat参与其他受体蛋白的信号传导，在下面Jak/Stat使用表格中有这方面的列举。研究人员已经发现Stat3和Stat5在一些实体肿瘤中被酪氨酸激酶而不是Jaks组成性激活。 JAK/STAT途径介导细胞因子的效应，如促红细胞生成素，血小板生成素，G-CSF，这些细胞因子分别是用于治疗贫血，血小板减少症和中性粒细胞减少症的蛋白质类药物。该途径也通过干扰素介导信号通路，干扰素可以用来作为抗病毒和抗增殖剂。研究人员发现，失调的细胞因子信号有助于癌症的发生。异常的IL-6的信号或导致自身免疫

3、性疾病，炎症，癌症，如前列腺癌和多发性骨髓瘤的发生。Jak抑制剂目前正在多发性骨髓瘤模型中进行测试。Stat3具有潜在促癌性（原癌基因）,在许多癌症中持续的表达。在一些癌细胞中，细胞因子信号传导和表皮生长因子受体（EGFR）家族成员之间存在交流。 Jak激活突变是恶性血液病中主要的分子机制。研究人员已经在Jak2假激酶域中发现一个特有的体细胞突变（V617F），这个突变常常发生于真性红细胞增多症，原发性血小板增多症和骨髓纤维化症患者。这个突变导致Jak2的病理激活，同时激活控制红细胞，巨核细胞和粒细胞增殖分化的促红细胞生成素（EPO），血小板生成素（TPO）和G-CSF等的受体。而Jak1的功

4、能获得性体细胞突变已发现存在于成人急性淋巴细胞性白血病当中。体细胞激活突变已经证明存在于小儿急性淋巴细胞白血病（ALL）患者中。此外，在儿童唐氏综合症B-ALL以及小儿唐氏综合症患者中已发现Jak2假激酶域R683（R683G或者 deltaIREED）附近的突变。2、 NF-B Signaling NF-B/Rel蛋白包括NF-B2 p52/p100，NF-B1 p50/plo5，c-Rel，RelA/p65和RelB。这些蛋白均形成二聚体转录因子，它们控制的基因调控众多的生物学过程如先天性和获得性免疫，炎症，应激反应，B细胞形成，淋巴器官的生成。在经典的通路中，NF-B/Rel与IB结合并

5、被其抑制。促炎症因子，LPS，生长因子和抗原受体激活IKK复合体(包含IKK，IKK和NEMO)，后者磷酸化IB蛋白，导致IB蛋白被泛素化和溶酶体降解，于是NF-B被释放出来。活化的NF-B进一步被磷酸化激活并转移入核，NF-B或单独或与其他转录因子如AP-1，Ets和Stat结合诱导靶基因的表达。在另一条NF-kB途径中，NF-B2 p100/RelB复合体以未激活的状态停留在胞浆中。一些受体的激活，如LTR，CD40和BR3激活激酶NIK，激活的NIK而后又激活IKK复合体，后者对NF-B2 p100的羧基端氨基酸进行磷酸化。磷酸化的NF-B2 p100被泛素化并被蛋白酶体降解为NF-B2

6、 p52。最后形成具有完整转录活性的NF-B2 p52/RelB复合体，转移进入细胞核并起始靶基因转录。在图中只列举了一部分已知的NF-kB的激活剂和靶基因。3、 Toll-like Receptors (TLRs) Pathway Toll样受体(TLR，Toll-like receptor)识别独特的病原体相关的分子特征，在固有性免疫应答中起关键的作用。它们参与组成抗击入侵病原体的第一道防线，在炎症，免疫细胞调节，存活和增殖中发挥显著作用。至今已发现TLR家族的11个成员，其中TLR1,2,4,5,6定位于细胞表面，TLR3,7,8,9位于内质网和溶酶体上。TLR通路的信号传导从受体的胞内

7、TIR结构域(Toll/IL-1 receptor domain)和与之结合同样含有TIR结构域的接头蛋白MyD88开始。当受到配体的刺激后，MyD88使激酶IRAK(IL-1 receptor associated kinase)结合到TLRs上，通过两个分子死亡结构域的相互反应。IRAK-1被磷酸化而激活，然后与TRAF6结合，最后导致JNK和NF-kB的激活。Tollip和IRAK-M与IRAK相互作用，对TLR通路进行负调节。这些通路的其他调控模式包括由RIP1介导的依赖TRIF诱导TRAF6信号传导和由ST2L, TRIAD3A, and SOCS1介导的TIRAP下游信号传导的负调

8、控。My88-非依赖的通路被TRIF和TRAF3所激活，同时诱导IKK/TBK1的招募，IRF3的磷酸化和干扰素的表达。含有TIR结构域的接头分子如TIRAP，TRIF和TRAM为特定的TLR形成特异的信号传导提供帮助。TRAF3通过自身的降解在MyD88依赖的和TRIF依赖的信号调控中发挥重要的作用，它激活了MyD88依赖的通路，并抑制了TRIF依赖的通路（反之亦然）。4、 B Cell Receptor Signaling B细胞抗原受体(BCR)由细胞膜免疫球蛋白分子(mIg)和所结合的Ig/Ig (CD79a/CD79b)异质二聚体组成。mIg分子结合抗原后发生受体的聚集，而Ig/Ig

9、将信号向细胞内传导。受体的聚集很快激活Src激酶家族中的Lyn，Blk和Fyn，Syk和Btk酪氨酸激酶。这就引发了“信号小体”的形成，它由BCR，之前提到的酪氨酸激酶，配体蛋白分子如CD19和BLNK，以及信号酶如PLC2, PI3K, and Vav等多种成分组成。由信号小体发出的信号继而激活复杂的信号传递级联反应，其中包括多个接头蛋白，激酶，磷酸酶，GTP酶和转录因子。这将导致细胞在代谢，基因表达和细胞骨架组织等方面发生变化。BCR信号传导通路的复杂性可以导致产生许多不同的结果，包括存活，耐受，分化，凋亡，增殖和分化成产生抗体的细胞或记忆B细胞。细胞反应的实际结果取决于多方面的因素，如细

10、胞的成熟状态，抗原性，BCR信号存在的时间和强度，还有其他受体信号如CD40、IL-21受体和BAFF-R等。已知一些其他的跨膜蛋白，其中有一些也是受体，对BCR信号传递中的一些分子元件有特异的调节作用。在上图中用黄颜色标记的就是其中的一部分，例如CD45，CD19，CD22，PIR-B，和FcRIIB1(CD32)。BCR信号传导的时长和强度受BCR内化和负反馈回路的限制，包括那些参与Lyn/CD22/SHP-1通路分子，Cbp/Csk通路分子,SHIP，Cbl，Dok-1，Dok-3，FcRIIB1，PIR-B和BCR的内在化。在体内，B细胞经常被抗原提呈细胞激活，抗原提呈细胞能够捕获抗原

11、并把它呈递在细胞表面。B细胞被这种膜相关抗原激活时需要BCR诱导的细胞骨架重组。请参考Akt/PKB信号通路图、NF-kB信号通路图和actin的动态调节图了解关于这些通路更详细的信息。5、 T Cell Receptor Signaling T细胞受体(TCR)激活后向几条决定细胞命运的通路传递信号，这些通路调节细胞因子产生，细胞存活，增殖和分化。TCR激活的早期事件是淋巴细胞蛋白酪氨酸激酶(Lck, lymphocyte protein-tyrosine kinase)对TCR/CD3复合体胞内部分的ITAM结构域的磷酸化，ITAM为免疫受体酪氨酸活化基序(immunoreceptor t

12、yrosine-base activation motif), CD45受体酪氨酸磷酸酯酶调节Lck和其他Src家族酪氨酸激酶的磷酸化状态和活性。-链结合蛋白激酶(Zap-70,-chain associatedprotein kinase)被召集到TCR/CD3上并被活化，然后它促进下游接头蛋白和支架蛋白的结合和磷酸化。SLP-76被Zap-70磷酸化后进一步促进其他分子的结合，如Vav，接头蛋白NCK和GADS, 还有诱导型T细胞激酶(ITK, inducible T cell kinase)。ITK磷酸化磷脂酶C1(PLC1, phospholipase C1), 后者水解磷脂酰肌醇4，5-二磷酸(PIP2,phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate)生成第二信使二酰甘油(DAG，diacylglycerol)和三磷酸肌醇(IP3，inositol trisphosphate)。DAG激活PKC和MAPK/Erk通路