何 畏,方偉蓉,李運(yùn)曼
中國(guó)藥科大學(xué)生理教研室,南京 210009
JAK/STAT通路與腦缺血損傷研究進(jìn)展*
何 畏,方偉蓉,李運(yùn)曼**
中國(guó)藥科大學(xué)生理教研室,南京 210009
腦缺血損傷是十分復(fù)雜的病理過程,伴隨著一系列的炎癥、氧化應(yīng)激等反應(yīng)。在腦缺血損傷中,細(xì)胞因子發(fā)揮了重要作用。JAK/STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路與腦缺血密切相關(guān),是調(diào)節(jié)腦缺血后細(xì)胞因子反應(yīng)的關(guān)鍵通路,能夠調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄模式的變化,進(jìn)而引起細(xì)胞存活或死亡而影響腦缺血損傷。因此,了解并掌握J(rèn)AK/STAT通路與腦缺血損傷之間的關(guān)系具有重要意義,能為抗腦缺血藥物研究提供另一種思路。本文對(duì)JAK/STAT通路、JAK/ STAT通路與腦缺血損傷的關(guān)系以及與JAK/STAT通路相關(guān)的抗腦缺血藥物研究進(jìn)行綜述,為抗腦缺血藥物的研發(fā)提供一定的參考。
腦缺血;細(xì)胞因子;炎癥反應(yīng);JAK/STAT
近年來,各方學(xué)者對(duì)Janus激酶/信號(hào)傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活蛋白(Janus kinase/Signal transducer and activator of transcrip-tion,JAK/STAT)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路進(jìn)行了廣泛而深刻的研究,主要集中在肝臟疾病、心臟疾病、腎臟疾病、淋巴系統(tǒng)疾病以及腫瘤等多個(gè)方面,而對(duì)腦缺血損傷的研究則相對(duì)較少。腦缺血損傷是一個(gè)極為復(fù)雜的病理狀態(tài),包含著炎癥、氧化應(yīng)激等過程[1]。腦缺血后腦組織過度的氧化應(yīng)激產(chǎn)物以及大量的炎性細(xì)胞因子,如腫瘤壞死因子-α(Tumor necrosis factorα,TNF-α)、白介素-1(Interleukin-1,IL-1)、白介素-6(Inter-leukin-6,IL-6)等的釋放,是造成腦缺血后細(xì)胞損傷的重要原因[2]。研究表明,JAK/STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路與腦缺血密切相關(guān),是調(diào)節(jié)腦缺血后細(xì)胞因子反應(yīng)的關(guān)鍵通路,能夠調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄模式的變化,進(jìn)而引起細(xì)胞存活或死亡而影響腦缺血的發(fā)展[3]。因此,理解并掌握該通路與腦缺血損傷之間的作用關(guān)系具有重要意義。本文從JAK/STAT通路、JAK/STAT通路與腦缺血損傷之間的作用關(guān)系以及與該通路相關(guān)的抗腦缺血藥物研究等幾個(gè)方面進(jìn)行重點(diǎn)闡述,為抗腦缺血藥物的研發(fā)提供一定的參考。
1.1 JAK/STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路
Janus激酶(Janus protein tyrosine kinase,JAKs)是胞質(zhì)內(nèi)非受體型可溶性酪氨酸蛋白激酶,目前已發(fā)現(xiàn)其存在4個(gè)家族成員,即 JAK1、JAK2、JAK3和 TYK2。JAK1、JAK2和TYK2主要存在于各類細(xì)胞和組織中,JAK3則主要存在于淋巴系統(tǒng)和骨髓[4]。JAK家族成員分子量均在120 kD至130 kD之間,且mRNA轉(zhuǎn)錄范圍的長(zhǎng)度約為4.4 kb至5.4 kb。JAK家族擁有7個(gè)高度保守的同源結(jié)構(gòu)域,分別為JH1、JH2、JH3、JH4、JH5、JH6和JH7。JH1、JH2是JAK激酶結(jié)構(gòu)的典型特征,其中JH1區(qū)為激酶區(qū),具有催化功能;JH2區(qū)為偽激酶區(qū),目前功能不詳,可能對(duì)JAK催化活性有調(diào)節(jié)功能[5]。
STATs(Signal transducer and activator of transcriptions,STATs)是一類具有信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄因子作用的DNA結(jié)合蛋白,在細(xì)胞液中呈潛伏狀態(tài),目前已知的至少有 STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5a、STAT5b和STAT6等 7個(gè)成員,分子量均在84 kD至113 kD之間,由700多個(gè)氨基酸殘基組成,其中包括活化必需酪氨酸殘基。STATs擁有N末端的寡聚化結(jié)構(gòu)域 (Oligomerization domain),C末端的反式激活結(jié)構(gòu)域,一個(gè)SH2域 (Src homology 2 domain),一個(gè)SH3域(Src homology 3 domain)以及中間的DNA結(jié)合區(qū)。研究表明,SH2域的相互作用和第700位氨基酸殘基的磷酸化是STAT蛋白形成二聚體所不可或缺的[6]。
1.2 JAK/STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的激活及調(diào)控
JAK/STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的激活與細(xì)胞因子 (TNF-α、IL-1、IL-6等)和生長(zhǎng)因子(ECF、PDGF、CSF等)密切相關(guān)[7]。配體(如細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子)與細(xì)胞膜上相應(yīng)的受體結(jié)合,形成二聚體或三聚體,并在胞漿內(nèi)形成具有高親和性的JAKs結(jié)合位點(diǎn);JAKs與相應(yīng)的結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合,發(fā)生自身或者與受體交叉酪氨酸磷酸化而激活JAKs[8]。活化后的JAKs與底物STATs蛋白結(jié)合并使其活化;活化后STATs蛋白相互形成同源或異源二聚體并移向細(xì)胞核內(nèi),與目的基因的啟動(dòng)子結(jié)合,從而直接激活目的基因表達(dá),完成細(xì)胞因子或生長(zhǎng)因子受體介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)過程[8]。
JAK/STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路與其他信號(hào)通路相似,其自身也存在著一定的反饋調(diào)節(jié)機(jī)制,使JAK/STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的整個(gè)傳導(dǎo)過程通過適當(dāng)?shù)姆答佌{(diào)節(jié)而達(dá)到最佳的平衡狀態(tài),最終使細(xì)胞對(duì)其相關(guān)細(xì)胞因子的反應(yīng)處于一種較為精確的調(diào)控狀態(tài)下。細(xì)胞因子信號(hào)抑制劑(Suppressors of cytokine signaling,SOCS)和STAT活化蛋白抑制劑 (Protein inhibitor of activated STAT,PIAS)是JAK/STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中常見的負(fù)調(diào)節(jié)介質(zhì)。研究表明,局部細(xì)胞因子環(huán)境引起STAT不同程度的活化,而且某些磷酸酶和負(fù)調(diào)節(jié)介質(zhì),如SOCS和PIAS的活化在STAT活性中發(fā)揮重要的作用;STAT信號(hào)作用是非常短暫的,因?yàn)樗募せ顚⒄T導(dǎo)SOCS蛋白表達(dá)和調(diào)控STAT磷酸化[9]。PIAS作為核轉(zhuǎn)錄輔阻遏物,能夠通過SUMO-1連接酶(Small ubiquitin-related modifier-1,SUMO-1)和抑制STAT功能調(diào)節(jié)一些轉(zhuǎn)錄因子[9]。JAK/STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路示意圖見圖1。
圖1 JAK/STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路示意圖
2.1 JAKs和STATs在大腦內(nèi)的表達(dá)情況
研究發(fā)現(xiàn),在大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng),JAK1蛋白的表達(dá)處于一個(gè)較低的水平;JAK2蛋白表達(dá)則主要分布在成年大鼠大腦神經(jīng)元細(xì)胞質(zhì)內(nèi)以及少數(shù)膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi);JAK3蛋白則在大腦中樞神經(jīng)組織呈現(xiàn)極低的表達(dá)水平;而非受體酪氨酸激酶2(Non-receptor tyrosine-protein kinase,TYK2)在全腦中尚未檢測(cè)出蛋白表達(dá)[10-11]。此外,STAT家族的各成員在大腦內(nèi)的表達(dá)也存在較大的差異。STAT3蛋白廣泛分布于整個(gè)大腦神經(jīng)系統(tǒng);STAT6在發(fā)育的小腦、海馬、紋狀體等處也均有高水平的表達(dá);STAT1和STAT5在幼鼠大腦以及成年鼠腦內(nèi)均有表達(dá),但其表達(dá)方式較為復(fù)雜;STAT4在大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的表達(dá)情況目前尚不清楚[10-11]。
2.2 JAK/STAT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路與腦缺血關(guān)系研究
JAKs通常與胞內(nèi)細(xì)胞因子膜受體結(jié)合并磷酸化而激活,活化后的JAKs催化STAT家族成員磷酸化使其形成同源或異源二聚體,轉(zhuǎn)移到核內(nèi),與特定DNA序列結(jié)合而促使選擇性轉(zhuǎn)錄激活[12]。生理狀態(tài)下,JAKs和STATs在大鼠腦中正常表達(dá),而腦缺血狀態(tài)下其表達(dá)量則顯著增加[13],尤其是在大腦星形膠質(zhì)細(xì)胞和小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞[14],該結(jié)果表明JAK/ STAT通路在腦缺血炎癥反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用。腦缺血狀態(tài)下,活化的小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬細(xì)胞中STAT3[15]和STAT1[16]表達(dá)量急劇上升,并隨著反應(yīng)的增強(qiáng),表達(dá)量達(dá)到相當(dāng)高的水平(腦缺血后4天)。然而,細(xì)胞因子表達(dá)的增加在腦缺血發(fā)生后很早的階段就能被檢測(cè)出,表明基部JAK/STAT在細(xì)胞因子表達(dá)很久以前就已經(jīng)被激活。同樣,活化的STAT3在腦缺血神經(jīng)元細(xì)胞中被發(fā)現(xiàn),但它的作用仍然存在爭(zhēng)議。有些研究顯示,腦缺血后STAT3的增加將促進(jìn)細(xì)胞增殖而改善腦缺血損傷[13];有些研究則表明,STAT3的增加將加速細(xì)胞死亡而加重腦缺血損傷[17]。對(duì)于STAT1在大腦的表達(dá),有研究表明,在腦缺血梗死核心區(qū)及周圍,STAT1磷酸化顯著增加,且STAT1基因敲除的小鼠能更好地抵抗腦缺血損傷[18]。綜上所述,STAT蛋白在腦缺血后將被激活,且JAK/STAT通路與細(xì)胞增殖和死亡相關(guān),但是,最初活化JAK/STAT的因素還未完全清楚。
通過大腦神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞元代培養(yǎng)研究,各種刺激物對(duì)STATs的影響發(fā)現(xiàn),抗炎因子如白介素-10(Interleukin-10,IL-10)能誘導(dǎo)STAT3活化,但對(duì)STAT1不影響;促炎因子如干擾素-γ(Interferon-γ,INF-γ)誘導(dǎo) STAT1活化,但對(duì)STAT3不影響;IL-6則可同時(shí)誘導(dǎo)STAT1和STAT3活化[19]。使用JAK2抑制劑(JAK2 inhibitor tyrphostin,AG490)發(fā)現(xiàn),在IL-6和INF-γ刺激后,JAK2將誘導(dǎo)STATs活化,但使用IL-10刺激后并未出現(xiàn)同樣的結(jié)果[19]。除了某些細(xì)胞因子直接激活JAK/STAT外,一些促炎物如脂多糖(Lipopolysaccha-ride,LPS)也能誘導(dǎo)STAT1活化[20]。但是,在這種情況下,通常表現(xiàn)為被內(nèi)源蛋白合成介導(dǎo)的延遲效應(yīng),因?yàn)樗梢员画h(huán)己酰亞胺阻斷,或被核因子-κB(Nuclear factor-kappaB,NF-κB)抑制劑終止,這也再次體現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)不同信號(hào)通路之間存在相互作用。
腦缺血亦伴隨著氧化應(yīng)激的產(chǎn)生,而氧化應(yīng)激將加重腦缺血損傷[21]。模擬腦缺血后氧化應(yīng)激發(fā)現(xiàn),STATs也能被氧化應(yīng)激激活。在大腦星形膠質(zhì)細(xì)胞中,使用過氧化氫(Hydrogen peroxide,H2O2)干預(yù)可增加STAT1和STAT3的磷酸化,且JAK2均參與了兩者磷酸化調(diào)節(jié)[19];活化的STATs轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi)并激活DNA的γ活性位點(diǎn) (Gamma-activated site,GAS),且該效應(yīng)可被JAK2抑制劑抑制。更為重要的是,抑制劑抑制了H2O2誘導(dǎo)的星形膠質(zhì)細(xì)胞的死亡,該現(xiàn)象表明JAK2通路參與了此過程[19]。JAK2抑制劑能夠抑制STAT1磷酸化并阻止其核轉(zhuǎn)入;JAK2抑制劑也能減少STAT3磷酸化,但對(duì)其核移位無明顯影響。該現(xiàn)象表明,JAK2抑制劑的抑制作用是與H2O2誘導(dǎo)的STAT1活化有關(guān)[22]。初步的研究結(jié)果表明,星形膠質(zhì)細(xì)胞中STAT1的激活將不利于細(xì)胞存活,且基于STAT1缺失小鼠的星形膠質(zhì)對(duì)H2O2誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡比野生型細(xì)胞具有更強(qiáng)的抵御能力,這一點(diǎn)進(jìn)一步證實(shí)該結(jié)論。以上結(jié)果均表明,JAK2/STAT1的激活將誘導(dǎo)細(xì)胞死亡,而 JAK2/STAT3的激活則可能促進(jìn)細(xì)胞的存活[18]。因此,STAT1與STAT3可能具有相反的作用,兩者之間的特定平衡誘導(dǎo)基因轉(zhuǎn)錄的選擇。除了STAT1與STAT3外,STAT家族的其他成員也在大腦中廣泛表達(dá),并在細(xì)胞因子信號(hào)通路中扮演不同的角色[14],但它們是否與腦缺血損傷有關(guān)還有待進(jìn)一步研究。也有研究指出,JAK/STAT信號(hào)通路與磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(Phosphatidylinositol 3 kinase/Protein ki-nase B,PI3K/AKT)信號(hào)通路有著密切的關(guān)系,使用AG490后,AG490將通過抑制JAK/STAT信號(hào)通路,增加腦缺血/再灌(Ischemia/reperfusion,I/R)后腦中P-AKT的分泌,從而起到腦保護(hù)作用[23]。以上結(jié)果表明,JAK/STAT信號(hào)通路與腦缺血后氧化應(yīng)激過程有著密切的關(guān)系,可考慮通過調(diào)節(jié)JAK/ STAT信號(hào)通路的激活來減輕或者輔助減輕腦缺血后氧化應(yīng)激造成的損傷。
JAK/STAT信號(hào)通路也與免疫反應(yīng)有關(guān),參與輔助性T細(xì)胞1(Help T cell,Th1)和輔助性T細(xì)胞2(Help T cell,Th2)的產(chǎn)生。白介素-12(Interleukin-12,IL-12)能夠激活JAK/STAT一種類型并誘導(dǎo)Th1特定蛋白的表達(dá);IL-4則激活JAK/STAT另一種類型并誘導(dǎo)Th2型細(xì)胞因子產(chǎn)生;這些通路相互作用,并通過反饋?zhàn)饔玫日{(diào)節(jié)各自的轉(zhuǎn)錄水平[24]。但是,腦缺血易感染或免疫低下患者涉及JAK/STAT通路的情況仍不十分清楚,須進(jìn)一步深入研究。
2.3 JAK/STAT反饋調(diào)節(jié)在腦缺血損傷中的調(diào)節(jié)作用
局部細(xì)胞因子環(huán)境引起STAT不同程度的活化,而且某些磷酸酶和負(fù)調(diào)節(jié)介質(zhì),如SOCS、PIAS等的活化在STAT活性中發(fā)揮重要的作用。STAT信號(hào)作用是非常短暫的,因?yàn)樗募せ顚⒄T導(dǎo)SOCS蛋白表達(dá)和調(diào)控STAT磷酸化[9]。在腦缺血狀態(tài)下,使用蛋白合成抑制劑可以抑制SOCS的合成,從而導(dǎo)致STATs持續(xù)激活。在小鼠短暫性腦缺血模型中發(fā)現(xiàn),SOCS3的mRNA表達(dá)明顯增加;而SOCS3基因敲除條件下,腦梗死面積增加;這表明SOCS3的增加是有利于抗腦缺血損傷的因素[25]。與上述觀點(diǎn)一致,SCOS3被報(bào)道具有抑制炎癥反應(yīng)和抗凋亡作用,然而,SCOS3過量表達(dá)會(huì)導(dǎo)致成神經(jīng)干細(xì)胞瘤細(xì)胞死亡[26]。這些研究表明,STAT激活的負(fù)性調(diào)節(jié)對(duì)細(xì)胞存活是必要的,調(diào)控好STAT的激活能有效避免不利作用的發(fā)生,其中包括炎癥反應(yīng)。SOCS3也與免疫調(diào)節(jié)有關(guān),其主要在Th2細(xì)胞表達(dá),并通過介導(dǎo)細(xì)胞因子信號(hào)通路發(fā)揮作用[24]。PIAS作為核轉(zhuǎn)錄輔阻遏物,能夠通過SUMO-1連接酶和抑制STAT功能調(diào)節(jié)一些轉(zhuǎn)錄因子[9]。STAT活性調(diào)節(jié)分子機(jī)制非常復(fù)雜,也未被完全闡述清楚,但毫無疑問,SOCS、PIAS對(duì)于腦缺血后炎癥反應(yīng)和免疫反應(yīng)有關(guān)的細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)是非常重要的。
地奧司明是一種微粒化純化的黃酮類化合物,具有抗炎抗凋亡作用。劉曉霞等[27]研究發(fā)現(xiàn),小鼠預(yù)防給予地奧司明治療6天后建立腦缺血再灌注損傷模型,發(fā)現(xiàn)JAK2/STAT3信號(hào)通路被激活,pJAK2和pSTAT3的表達(dá)顯著提高,并顯著上調(diào)Bcl-2的含量,下調(diào)Bax的表達(dá),從而減小腦梗死體積,減輕腦水腫,對(duì)抗局灶性腦缺血再灌注損傷而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。SMND-309,一種新型丹酚酸B的衍生物,Zhu HB等[13]研究發(fā)現(xiàn),大鼠腦缺血再灌注9小時(shí)后給予SMND-309治療能夠激活JAK2/STAT3和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子/血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體2(vascular endothelial growth factor/vascular en-dothelial growth factor receptor 2,VEGF/Flk-1)信號(hào)通路,增加促紅細(xì)胞生成素(erythropoietin,EPO)、促紅細(xì)胞生成素受體(erythropoietin receptor,EPOR)的表達(dá),從而發(fā)揮抗腦缺血損傷的作用。原花青素是一種有著特殊分子結(jié)構(gòu)的生物類黃酮,是目前國(guó)際上公認(rèn)的清除人體內(nèi)自由基最有效的天然抗氧化劑。Song CG等[28]研究發(fā)現(xiàn),2型糖尿病大鼠連續(xù)灌胃給予原花青素7天后建立腦缺血再灌注模型,能夠降低STAT1蛋白的表達(dá),影響Janus激酶/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,從而抑制細(xì)胞凋亡,減輕神經(jīng)功能缺損,達(dá)到對(duì)2型糖尿病合并腦缺血損傷的保護(hù)作用。靈仙新苷提取于中藥材威靈仙根部,具有明顯的抗炎和抗氧化作用[29]。本實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)現(xiàn),大鼠連續(xù)給予靈仙新苷治療后,能夠顯著降低TNF-α等細(xì)胞因子的表達(dá),調(diào)節(jié)pJAK2和pSTAT3的表達(dá)而發(fā)揮抗腦缺血損傷的作用。也有研究表明,依達(dá)拉奉、蚓激酶、法舒地爾等藥物能通過調(diào)節(jié)JAK/STAT信號(hào)通路而發(fā)揮抗腦缺血作用[30-33]。見表1。
表1 與JAK/STAT信號(hào)通路相關(guān)的部分已上市藥物列表
JAK/STAT通路與腦缺血損傷有著緊密的聯(lián)系,影響著腦缺血后神經(jīng)細(xì)胞的增殖、生長(zhǎng)和分化等過程。在腦缺血中,STAT1活化降低細(xì)胞活性,STAT3活化則增加細(xì)胞存活,然而,從有關(guān)SOCS的研究結(jié)果表明,細(xì)胞因子受體活性必須受嚴(yán)格調(diào)控。但是,JAK/STAT通路與腦缺血之間具體作用機(jī)制目前仍不是十分清楚,有待進(jìn)一步深入研究。我們相信,隨著對(duì)JAK/STAT通路具體過程及調(diào)控機(jī)制研究的不斷深入和揭示,將對(duì)腦缺血的診斷、治療、預(yù)防產(chǎn)生重要指導(dǎo)作用。
[1] Katayama Y,Inaba T,Nito C,et al.Neuroprotective effects of ery-thromycin on cerebral ischemia reperfusion-injury and cell viability after oxygen-glucose deprivation in cultured neuronal cells[J].Brain Res, 2014,153(6):1-9.
[2] Li JJ,Dong YS,Chen HG,et al.Protective effects of hydrogen-rich saline in a rat model of permanent focal cerebral ischemia via reducing oxidative stress and inflammatory cytokines[J].Brain Res,2012,1486 (11):103-11.
[3] Yamashita T,Sawamoto K,Suzuki S,et al.Blockade of interleukin-6 signaling aggravates aggravates ischemic cerebral damage in mice:possi-ble involvement of Stat3 activation in the protection of neurons[J].J Neurochem,2005,94(2):459-68.
[4] Campbell IL.Cytokine-mediated inflammation,tumorigenesis,and dis-ease-associated JAK/STAT/SOCS signaling circuits in the CNS[J].Brain Res Rev,2005,48(6):166-77.
[5] Zhao JB,Li GZ,Zhang Y,et al.The potential role of JAK2/STAT3 pathway on the anti-apoptotic effect of recombinant human erythropoi-etin (rhEPO)after experimental traumatic brain injury of rats[J].Cy-tokine,2011,56(21):343-50.
[6] Wormald S,Hilton DJ.Inhibitors of cytokine signal transduction[J].J Biol Chem,2004,279(2):821-4.
[7] Vila N,Castillo J,Dávalos A,et al.Levels of anti-inflammatory cy-tokines and neurological worsening in acute ischemic stroke[J].Stroke, 2003,34(3):671-5.
[8] Arango-Dávila CA,Vera A,Londo觡o AC,et al.Soluble or soluble/ membrane TNF-α inhibitors protect the brain from focal ischemic injury in rats[J].Int J Neurosci,2014,28(5):1-9.
[9] Vemuganti R,Satriotomo I,Bowen KK.Role of STAT/SOCS signaling in controlling stroke-induced inflammation and Brain Damage[J].J Neu-rochem,2005,94(11):117-23.
[10] De-Fraja C,Conti L,Magrassi L,et al.Members of the JAK/STAT Proteins are expressed and regulated during development in the mam-malian forebrain[J].J Neurosci Res,1998,54(3):320-30.
[11] Cattaneo E,Conti L,De-Fraja C.Signaling through the JAK/STAT pathway in the developing brain[J].Trends Neurosci,1999,22(8):365-9.
[12] Murase S,McKay RD.Neuronal activity-dependent STAT3 localization to nucleus is dependent on Tyr-705 and Ser-727 phosphorylation in rat hippocampal neurons[J].Eur J Neurosci,2014,39(11):557-65.
[13] Zhu HB,Zou LZ,Tian JW,et al.SMND-309,a novel derivative of salvianolic acid B,protects rat brains ischemia and reperfusion injury by targeting the JAK2/STAT3 pathway[J].Eur J Pharmacol,2013,714 (9):23-31.
[14] Kacimi R,Giffard RG,Yenari MA.Endotoxin-activated microglia in-jure brain derived endothelial cells via NF-κB,JAK-STAT and JNK stress kinase pathways[J].J Inflamm(Lond),2011,8(7):1-7.
[15] Planas AM,Soriano MA,Berruezo M,et al.The heat shock stress re-sponse after brain lesions:induction of 72 kDa heat shock protein(cell types involved,axonal transport,transcriptional regulation)and protein synthesis inhibition[J].Prog Neurobiol,1997,51(6):607-36.
[16] Planas AM,Justicia C,Ferrer I.Stat1 in developing and adult rat brain.Induction after transient focal ischemia[J].Neuroreport,1997,8 (6):1359-62.
[17] 陳真珍,王凱華,黃龍堅(jiān).JAK2/STAT3信號(hào)傳導(dǎo)通路在腦缺血再灌注損傷中的作用[J].中國(guó)實(shí)用神經(jīng)病雜志,2013,16(10):29-32.
[18] Takagi Y,Harada J,Chiarugi A,et al.STAT1 is activated in neurons after ischemia and contributes to ischemic brain injury[J].J Cereb Blood Flow Metab,2002,22(11):1311-8.
[19] Gorina R,Petegnief V,Chamorro A,et al.AG490 prevents cell death after exposure of rat astrocytes to hydrogen peroxide or proinflammato-ry cytokines:involvement of the Jak2/Stat pathway[J].J Neurochem, 2005,92(3):505-18.
[20] Hara H,Ikeda R,Ninomiya M,et al.Newly synthesized'hidabeni' chalcone derivatives potently suppress LPS-induced NO production via inhibition of STAT1,but not NF-κ B,JNK,and p38,pathways in mi-croglia[J].Biol Pharm Bull,2014,37(6):1042-9.
[21] Yaidikar L,Byna B,Thakur SR.Neuroprotective effect of punicalagin against cerebral ischemia reperfusion-induced oxidative brain injury in rats[J].J Stroke Cerebrovasc Dis,2014,12(5):1-10.
[22] Townsend PA,Scarabelli TM,Pasini E,et al.Epigallocatechin-3-gal-late inhibits STAT-1 activation and protects cardiac myocytes from is-chemia/reperfusion-induced apoptosis[J].FASEB J,2004,18(13):1621-3.
[23] 高 強(qiáng),張澤偉.JAK/STAT和PI3K/AKT信號(hào)通路對(duì)大鼠腦缺血再灌注損傷的影響及兩信號(hào)通路之間的關(guān)系[D].杭州:浙江大學(xué),2014.
[24] Guo HW,Yun CX,Hou GH,et al.Mangiferin attenuates TH1/TH2 cytokine imbalance in an ovalbumin-induced asthmatic mouse model[J]. Plos One,2014,9(6):100394-402.
[25] Raghavendra-Rao VL,Bowen KK,Dhodda VK.Gene expression anal-ysis of spontaneously hypertensive rat cerebral cortex following tran-sient focal cerebral ischemia[J].J Neurochem,2002,83(5):1072-86.
[26] Shuai K,Liu B.Regulation of gene-activation pathways by PIAS pro-teins in the immune system[J].Nat Rev Immunol,2005,5(8):593-605.
[27] 劉曉霞,張祥建.地奧司明激活JAK2/STAT3信號(hào)通路減輕小鼠腦缺血再灌注損傷的實(shí)驗(yàn)研究[D].石家莊:河北醫(yī)科大學(xué),2014.
[28] Song CG,Yang X,Min LQ,et al.The effect of procyanidin on ex-pression of STAT1 in type 2 diabetes mellitus SD rats with focal cerebral ischemia[J].Neuro Endocrinol Lett,2014,35(1):68-72.
[29] Zhang R,Fang WR,Han D,et al.Clematichinenoside attenuates my-ocardial infarction in ischemia/reperfusion injury both in vivo and in vitro[J].Planta Med,2013,79(14):1289-97.
[30] 謝惠芳,徐如祥,魏繼鵬.依達(dá)拉奉對(duì)大鼠局灶性腦缺血再灌注損傷后JAK2/STAT3信號(hào)通路的影響[J].廣東醫(yī)學(xué)雜志,2007,28(7):1043-6.
[31] 王莉安,畢 輝,紀(jì)紅蕊.蚓激酶對(duì)缺血再灌注大鼠腦內(nèi)JAK-STAT通路的作用[J].中國(guó)藥學(xué)雜志,2009,44(24):1862-4.
[32] 黎 艷.步長(zhǎng)腦心通對(duì)腦缺血再灌注大鼠腦組織JAK2/STAT3信號(hào)通路的影響[J].黑龍江中醫(yī)藥雜志,2013,1(3):37-9.
[33] 施 靖,資曉宏.法舒地爾對(duì)大鼠局灶性腦缺血再灌注后磷酸化JAK2、STAT3表達(dá)的影響[D].長(zhǎng)沙:中南大學(xué),2009.
Role of JAK/STAT Pathway in Cerebral Ischemia Injury*
HE Wei,FANG Wei-rong,LI Yun-man**
Department of Physiology,China Pharmaceutical University,Nanjing 210009,China
Ischemic cerebral injury is a complex pathological process,which causes neuronal necrosis and generates in-flammations.Cytokines are major mediators of the inflammatory response after cerebral ischemia.JAK (Janus kinase)/STAT (signal transducer and activator of transcription)pathway plays a critical role in the intracellular responses to cytokines in is-chemic brain,which induces alterations in the pattern of gene transcription that are associated either with cell death or sur-vival.Therefore,it may provide another way to study the drugs of anticerebral ischemia with JAK/STAT as the therapeutic target.This review introduces and summarizes the critical role of JAK/STAT pathway in cerebral ischemia injury,which may provide reference for the drug of anticerebral ischemia in the future.
Cerebral ischemia;Cytokine;Inflammation;JAK/STAT
R743.31
A
1673-7806(2015)02-164-04
多靶點(diǎn)抗腦缺血新藥MA的研究與開發(fā)(化Ⅰ類),國(guó)家科技重大專項(xiàng)“重大新藥創(chuàng)制”(候選藥物)(No.2009ZX09103-093)
何畏,男,碩士生 E-mail:heweizhi106@163.com
**通訊作者李運(yùn)曼,女,教授,博士生導(dǎo)師,研究方向:心腦血管藥理E-mail:yucaoren@sina.com
2014-11-06
2014-12-01