細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白抑制因子1,3與乙型肝炎病毒感染

趙寅洲,游晶,劉懷鄂,國(guó)家衛(wèi)健委毒品依賴(lài)和戒治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院感染性疾病和肝病科 云南省昆明市 650032

0 引言

在乙型肝炎病毒(hepatitis B viruses,HBV)感染過(guò)程中,肝損傷的機(jī)制取決于宿主的免疫反應(yīng).在HBV感染的早期階段,先天免疫反應(yīng)在抑制病毒復(fù)制和炎癥活動(dòng)中起著重要作用.這些反應(yīng)包括干擾素(interferon,IFN)和細(xì)胞因子的分泌,主要經(jīng)過(guò)Janus激酶(Janus kinases,JAK)/信號(hào)傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子(signal transducers and activators of transcription,STAT)信號(hào)通路發(fā)揮效應(yīng),并被細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白抑制因子(suppressor of cytokine signaling proteins,SOCS)的經(jīng)典負(fù)反饋系統(tǒng)調(diào)節(jié)[1].其中SOCS1和SOCS3與HBV感染相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),通過(guò)調(diào)節(jié)HBV感染中相關(guān)因子的產(chǎn)生和功能來(lái)影響HBV的復(fù)制和致病性.

1 SOCS家族

SOCS和細(xì)胞因子誘導(dǎo)的含Src同源2(Src homology 2,SH2)的(cytokine-inducible SH2-containing,CIS)蛋白組成了一個(gè)胞內(nèi)蛋白家族,包括8個(gè)成員(CIS和SOCS1至SOCS7),每個(gè)成員都有一個(gè)SH2結(jié)構(gòu)域,一個(gè)長(zhǎng)度和序列可變的氨基末端,以及一個(gè)由40個(gè)氨基酸組件構(gòu)成的羥基末端(稱(chēng)為SOCS盒)[2].其中SOCS1和SOCS3主要負(fù)反饋調(diào)節(jié)JAK/STAT信號(hào)通路.

1.1 SOCS1和SOCS3發(fā)揮作用的分子機(jī)制 SOCS1的SH2結(jié)構(gòu)域直接結(jié)合到JAK的激活環(huán)上.CIS,SOCS2和SOCS3的SH2結(jié)構(gòu)域結(jié)合到激活的細(xì)胞因子受體上的磷酸化酪氨酸殘基上.對(duì)于SOCS3,其主要結(jié)合到gp130相關(guān)的細(xì)胞因子受體,這些受體包括gp130磷酸化酪氨酸757 (Tyrosine 757,Tyr757)殘基,IL-12受體β2的Tyr800殘基和瘦素受體的Tyr985殘基[3].其中,SOCS1和SOCS3均可直接通過(guò)它們特異含有的激酶抑制區(qū)(kinase inhibitory regions,KIR)抑制JAK酪氨酸激酶活性,KIR競(jìng)爭(zhēng)性充當(dāng)JAK的底物,從而阻止了相應(yīng)激活物對(duì)活性位點(diǎn)的訪問(wèn)[4-6].SOCS1和SOCS3能抑制JAK1、JAK2和酪氨酸激酶2 (tyrosine kinases 2,Tyk2)的催化活性,但不抑制JAK3,這可能因?yàn)镴AK1、JAK2和Tyk2中存在進(jìn)化保守的“GQM”序列,而SH2-KIR結(jié)構(gòu)域能與“GQM”序列相互作用,但該序列不存在于JAK3中.KIR突變的SOCS1不僅對(duì)SOCS1而且對(duì)SOCS3都起著顯性抑制的作用[7].因此,KIR和“GQM”序列之間的相互作用對(duì)于SOCS1和SOCS3發(fā)揮其生理作用至關(guān)重要.

其中,SOCS3主要作用于STAT3.STAT3激活需要關(guān)鍵酪氨酸殘基(Tyr705)的磷酸化,介導(dǎo)其二聚化,這是進(jìn)入細(xì)胞核與DNA結(jié)合的先決條件.STAT3在Tyr705的磷酸化最常見(jiàn)的是由JAKs介導(dǎo),尤其是JAK2,但它的活性還受到其他機(jī)制的微調(diào),包括絲氨酸(Ser727)磷酸化和乙?；?STAT3的激活還開(kāi)啟了涉及蛋白酪氨酸磷酸酶和SOCS3的強(qiáng)負(fù)反饋調(diào)節(jié)回路.這些反饋機(jī)制會(huì)抑制STAT3的活性,并確保細(xì)胞因子誘導(dǎo)的STAT3激活是正常細(xì)胞中的短暫事件[8].在人肝細(xì)胞、HepG2-NTCP細(xì)胞和BALB/c小鼠中,發(fā)現(xiàn)在早期HBV感染過(guò)程中,p38促分裂原激活的蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase,p38 MAPK)和STAT3被激活以促進(jìn)HBV復(fù)制.然而,在HBV感染晚期,HBV激活的同源盒A1(HBV activates homeobox A10,HoxA10)與p38 MAPK結(jié)合,募集含有SH2的蛋白酪氨酸磷酸酶1(SH2-containing protein tyrosine phosphatase 1,SHP-1),以促進(jìn)SHP-1催化p38 MAPK/STAT3的去磷酸化,從而減弱p38 MAPK/STAT3的激活和HBV復(fù)制.此外,HoxA10與HBV增強(qiáng)子I (enhancer element I,EnhI)/X啟動(dòng)子結(jié)合,與STAT3競(jìng)爭(zhēng)該啟動(dòng)子的結(jié)合,從而抑制HBV轉(zhuǎn)錄.該項(xiàng)工作揭示了控制HBV復(fù)制的負(fù)面調(diào)節(jié)機(jī)制,并為控制HBV感染的潛在藥物的開(kāi)發(fā)提供了新的見(jiàn)識(shí)[9].也表明STAT3與HBV感染相關(guān).

1.2 SOCS與CD4+T淋巴細(xì)胞 編碼SOCS家族(SOCS1,SOCS3和CIS)的基因是轉(zhuǎn)錄因子ThPOK的關(guān)鍵靶標(biāo),ThPOK能夠特異性地靶向SOCS1的啟動(dòng)子以增加其轉(zhuǎn)錄從而抑制胸腺細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄因子Runx3表達(dá),從而促進(jìn)胸腺CD4+T細(xì)胞的分化發(fā)育[10].

在初始CD4+T細(xì)胞分化過(guò)程中,SOCS1和SOCS3調(diào)節(jié)通路在其中扮演著重要的角色.SOCS3過(guò)表達(dá)抑制白細(xì)胞介素-2 (interleukin-2,IL-2)介導(dǎo)的STAT4激活從而抑制Th1細(xì)胞的分化.然而,SOCS3的缺失會(huì)促進(jìn)IL-10和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β (transforming growth factor beta,TGF-β)的產(chǎn)生也會(huì)抑制Th1細(xì)胞的產(chǎn)生.對(duì)于Th17細(xì)胞[11],IL-6/21/23、TGF-β與相應(yīng)受體結(jié)合,刺激STAT3活化,促進(jìn)其分化發(fā)育,其中SOCS1促進(jìn)該過(guò)程的發(fā)生,而SOCS3對(duì)T細(xì)胞調(diào)節(jié)有兩面性.因?yàn)镾OCS3主要作用于STAT3,而STAT3具有雙重功能:它既促進(jìn)炎癥性IL-17的產(chǎn)生,又促進(jìn)抗炎性IL-10和TGF-β的產(chǎn)生[12].另外,研究顯示SOCS1對(duì)肝反應(yīng)性CD8+T細(xì)胞中細(xì)胞因子信號(hào)傳導(dǎo)的調(diào)節(jié)可控制急性肝炎的動(dòng)力學(xué)和嚴(yán)重程度,SOCS1在細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)的二次激活中限制CTL細(xì)胞因子依賴(lài)性的增殖/存活及功能方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用.然而,該研究發(fā)現(xiàn)SOCS1的這種作用是短暫的,SOCS1缺陷的T細(xì)胞功能最終會(huì)衰竭[13].

Treg細(xì)胞中,IL-2,TGF-β與受體結(jié)合,刺激STAT5,促進(jìn)其分化發(fā)育,SOCS1在該過(guò)程中起抑制作用,但是SOCS1對(duì)于Treg細(xì)胞的功能又是必不可少的[3].SOCS1通過(guò)保護(hù)Treg免受過(guò)度的炎性細(xì)胞因子的影響,在Treg細(xì)胞的完整性和功能中發(fā)揮重要作用.缺乏SOCS1的Treg會(huì)丟失轉(zhuǎn)錄叉頭/翼狀螺旋轉(zhuǎn)錄因子3 (forkhead or winged helix transcription factor3,Foxp3)的表達(dá),使其轉(zhuǎn)換成Th1或Th17樣細(xì)胞,這可能是由于STAT1和STAT3過(guò)度激活所致.并且SOCS1是Tregs中miR-155和miR-146a的靶標(biāo),在胸腺分化過(guò)程中,Foxp3的上調(diào)與miR-155的高表達(dá)有關(guān),并通過(guò)誘導(dǎo)SOCS1的下調(diào)來(lái)促進(jìn)Treg細(xì)胞的競(jìng)爭(zhēng)適應(yīng)性和增殖潛能.miR-155缺乏還通過(guò)上調(diào)SOCS1減輕肝臟缺血再灌注損傷,這與促進(jìn)M2巨噬細(xì)胞極化和抑制Th17分化有關(guān)[12,14].另外有研究顯示,增強(qiáng)SOCS3的表達(dá)干擾了Foxp3+Treg細(xì)胞的產(chǎn)生[15].所以,SOCS1和SOCS3對(duì)于維持Treg細(xì)胞的正常功能都是必不可少的,它們可能參與HBV相關(guān)疾病中Th17細(xì)胞與Treg細(xì)胞平衡的調(diào)節(jié).

1.3 IFN抗病毒作用機(jī)制 其中IFN-α作用于其受體,磷酸化Tyk2和JAK1,誘導(dǎo)STAT1/STAT2異源二聚體,并與干擾素調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子9 (interferon regulatory transcription factor 9,IRF9)結(jié)合形成異源三聚體轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物進(jìn)入細(xì)胞核,識(shí)別DNA上的干擾素刺激應(yīng)答元件(interferon-stimulated response element,ISRE),誘導(dǎo)黏液病毒抗性蛋白A (myxovirus resistance protein A,MX)、2′5′-寡腺苷酸合成酶(2′5′-oligoadenylate synthetase,2′5′-OAS)和RNA激活的蛋白激酶(RNA-activated protein kinase,PKR)的多重表達(dá),在宿主細(xì)胞中產(chǎn)生一個(gè)抗病毒、抗增殖和免疫調(diào)節(jié)的環(huán)境.IFN-γ與受體結(jié)合激活STAT1同源二聚體,進(jìn)入胞核結(jié)合DNA上GAS組件發(fā)揮相應(yīng)生理學(xué)反應(yīng)[1,16].在一項(xiàng)54位慢性乙型肝炎(chronic hepatitis B,CHB)患者參加的臨床試驗(yàn)中,核苷(酸)類(lèi)似物(nucleoside (acid) analogues,NAs)經(jīng)治CHB患者在IFN-α抗病毒治療過(guò)程中,非應(yīng)答組患者外周血單個(gè)核細(xì)胞以及肝組織中SOCS3的表達(dá)較應(yīng)答組明顯增強(qiáng),推測(cè)SOCS3可能通過(guò)負(fù)性調(diào)控JAK-STAT信號(hào)通路,影響臨床抗病毒療效[17,18].該結(jié)果表明SOCS對(duì)相應(yīng)信號(hào)通路的負(fù)性調(diào)節(jié)可能與干擾素抵抗機(jī)制相關(guān).

2 SOCS1和SOCS3調(diào)節(jié)HBV感染可能機(jī)制

2.1 SOCS1和SOCS3基因的多態(tài)性和甲基化與HBV感染 在HBV研究中,發(fā)現(xiàn)SOCS的多態(tài)性和甲基化在調(diào)節(jié)SOCS的表達(dá)中起著重要作用,并影響HBV相關(guān)肝病的進(jìn)展.

2.1.1SOCS1和SOCS3基因的多態(tài)性與HBV相關(guān)疾病:有研究在基因水平發(fā)現(xiàn)SOCS3rs4969170 A/G位點(diǎn)的變異可能影響了SOCS3基因的轉(zhuǎn)錄活性及其蛋白的表達(dá)[19].也有研究顯示SOCS3較小的等位基因rs12953258A與HBV感染的易感性增加相關(guān); 與CHB患者相比,在肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)和肝硬化(liver cirrhosis,LC)患者中觀察到次要等位基因rs111033850C和rs12953258A的頻率增加; 具有rs111033850CC主要基因型的HBV患者病毒載量降低,而rs12953258AA主要基因型導(dǎo)致病毒載量增加.其中SOCS3啟動(dòng)子區(qū)域的DNA甲基化與SOCS3表達(dá)調(diào)節(jié)有關(guān),并經(jīng)常發(fā)生在有HBV感染背景的HCC腫瘤中[20].另有研究顯示,SOCS3rs4969168可能是HBV感染的CHB患者發(fā)展成為L(zhǎng)C和HCC的危險(xiǎn)因素[21].

而在一批未經(jīng)治療的CHB患者中進(jìn)行了肝內(nèi)宿主基因表達(dá)的檢測(cè)分析,發(fā)現(xiàn)與未感染的對(duì)照組相比,CHB患者的肝內(nèi)基因表達(dá)譜顯示干擾素刺激基因(IFNstimulated genes,ISGs)、Toll樣受體(Toll-like receptor,TLR)和病原體識(shí)別受體(pathogen recognition receptor,PRR)通路的強(qiáng)烈下調(diào),但是發(fā)現(xiàn)這與HBV復(fù)制沒(méi)有直接關(guān)系,具體機(jī)制仍然不清.相對(duì)于HBeAg(+)患者,HBeAg(-)中的基因亞群SOCS1,SOCS3,CXCL10,GBP1,IFITM1,IFNB1,IL-10,IL-6,ISG15,TLR3受抑制程度更高.值得注意的是,該實(shí)驗(yàn)中具有較低血清HBsAg量HBeAg(-)患者的多種信號(hào)途徑相關(guān)基因表達(dá)被抑制的狀態(tài)出現(xiàn)了緩解的現(xiàn)象[22].

2.1.2SOCS1和SOCS3基因的甲基化與HBV相關(guān)疾病:多項(xiàng)研究顯示SOCS1和SOCS3基因的甲基化可能與HBV相關(guān)疾病的預(yù)后顯著相關(guān),特別是腫瘤的發(fā)生和發(fā)展.

在乙型肝炎病毒X(HBx)基因轉(zhuǎn)染的QSG7701細(xì)胞中[23],H B x基因上調(diào)D N A甲基轉(zhuǎn)移酶(D N A methyltransferase,DNMT)3A/3B的mRNA和蛋白表達(dá),增加SOCS1基因啟動(dòng)子CpG島(CpG Islands,CGI)的甲基化程度從而下調(diào)SOCS1的表達(dá).其他證據(jù)也表明[24],HBV感染與肝癌中SOCS1啟動(dòng)子過(guò)度甲基化呈正相關(guān).CHB和慢性乙型肝炎急性肝衰竭(acute-on-Chronic hepatitis B liver failure,ACHBLF)患者中SOCS1 mRNA的表達(dá)明顯高于健康對(duì)照者,并且ACHBLF患者的SOCS1啟動(dòng)子甲基化程度顯著高于CHB患者,表明SOCS1可能是ACHBLF中與免疫相關(guān)肝損傷的原因,其異常甲基化可能是ACHBLF預(yù)后的關(guān)鍵事件[25].

有研究顯示有HBV感染背景的HCC腫瘤組織中,對(duì)SOCS3啟動(dòng)子CGI的兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行甲基化分析,發(fā)現(xiàn)只有靠近SOCS3翻譯起始位點(diǎn)的區(qū)域被高度甲基化,SOCS3的表達(dá)與甲基化程度呈負(fù)相關(guān).并且Kaplan-Meier曲線分析顯示SOCS3高度甲基化與HCC患者不良的臨床預(yù)后顯著相關(guān).該研究也發(fā)現(xiàn)SOCS3高甲基化在非腫瘤組織中也存在,并且在腫瘤組織中的頻率和強(qiáng)度均增加,說(shuō)明SOCS3高度甲基化可能與腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關(guān).而在相應(yīng)的腫瘤研究中發(fā)現(xiàn)SOCS家族可以通過(guò)抑制JAK/STAT,核因子-κB (nuclear factor kappa-B,NF-κB)信號(hào)傳導(dǎo)和促進(jìn)p53信號(hào)傳導(dǎo)在抑制腫瘤發(fā)生發(fā)展中起到重要的作用[26].另有研究顯示,HBV誘導(dǎo)的線粒體活性氧(reactive oxygen species,ROS)的積累上調(diào)了轉(zhuǎn)錄因子Snail的表達(dá),Snail與SOCS3啟動(dòng)子E-box結(jié)合,并與DNA (胞嘧啶-5-)-甲基轉(zhuǎn)移酶[DNA (Cytosine-5-)-Methyltransferase 1,DNMT1]和組蛋白脫乙酰基酶1(Histone Deacetylase 1,HDAC1)介導(dǎo)了SOCS3的表觀遺傳沉默(超甲基化).ROS的過(guò)量產(chǎn)生也上調(diào)了IL-6的表達(dá),和SOCS3表達(dá)抑制共同導(dǎo)致了STAT3途徑的持續(xù)激活[27].

2.2 SOCS1和SOCS3與microRNA之間的相互作用影響IFN的抗病毒效果 相關(guān)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),microRNA-122 (miR-122)可以通過(guò)抑制SOCS1和SOCS3基因表達(dá)來(lái)增強(qiáng)IFN的抗病毒效率.而miR-155也有類(lèi)似的作用.

有實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)先期證明在miR-122豐富的Huh7細(xì)胞中miR-122能通過(guò)抑制SOCS1的表達(dá)來(lái)調(diào)節(jié)Ⅰ型IFN的表達(dá)[28].后期該團(tuán)隊(duì)在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中證明miR-122也可以通過(guò)靶向SOCS3 mRNA的1887-1910核苷酸區(qū)域3’-非翻譯區(qū)來(lái)抑制SOCS3的表達(dá).并證明了,在miR-122模仿物處理的Huh7細(xì)胞中,IFN水平的顯著提高導(dǎo)致HBV表達(dá)下降,而抑制內(nèi)源性miR-122使IFN表達(dá)顯著降低而導(dǎo)致病毒復(fù)制增強(qiáng).他們的結(jié)果表明,miR-122可下調(diào)SOCS3,從而影響內(nèi)源性Ⅰ型IFN的抗HBV效率[29].

臨床研究發(fā)現(xiàn),CHB患者外周單個(gè)核細(xì)胞中的miR-155和SOCS1的表達(dá)水平與肝損傷程度密切相關(guān)[30].另外的研究表明miR-155可以通過(guò)下調(diào)SOCS1表達(dá),進(jìn)而促進(jìn)IFN-γ的表達(dá),增強(qiáng)HBV轉(zhuǎn)基因小鼠的抗HBV能力.與此同時(shí),miR-155可下調(diào)第十染色體同源丟失性磷酸酶-張力蛋白基因(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten,PTEN)的表達(dá),有潛在的促進(jìn)肝癌發(fā)生的可能[31].經(jīng)miR-155轉(zhuǎn)染的HepG2.2.15細(xì)胞中,miR-155通過(guò)增強(qiáng)SOCS1觸發(fā)的自噬來(lái)增強(qiáng)HBV復(fù)制及其抗原表達(dá).具體機(jī)制可能是miR-155削弱了SOCS1/Akt/mTOR軸的抑制作用從而增強(qiáng)了HepG2.2.15細(xì)胞的自噬,其中自噬抑制劑(3-MA)可以消除miR-155觸發(fā)的HBsAg分泌[32].也有實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)miR-155可以靶向SOCS1增強(qiáng)巨噬細(xì)胞對(duì)脂多糖的炎癥反應(yīng)[33].

在與HBV相關(guān)的抗原(HBsAg,HBeAg和HBcAg)共培養(yǎng)的人類(lèi)健康外周單個(gè)核細(xì)胞中,只有HBeAg能穩(wěn)定的刺激該細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的炎癥因子,并發(fā)現(xiàn)HBeAg通過(guò)磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)和NF-κB信號(hào)通路刺激增加了miR-155的表達(dá),而增加的miR-155在巨噬細(xì)胞中又通過(guò)靶向抑制負(fù)性調(diào)節(jié)因子SOCS-1、B細(xì)胞淋巴瘤-6 (B-cell lymphoma 6,BCL-6)和含有SH2結(jié)構(gòu)的肌醇5-磷酸酶1 (Src homology-2 domaincontaining inositol 5-phosphatase 1,SHIP1)的表達(dá)促進(jìn)了HBeAg誘導(dǎo)的炎癥細(xì)胞因子的產(chǎn)生[34].但另外的研究顯示,HBeAg抑制IFN/JAK/STAT信號(hào)傳導(dǎo)以促進(jìn)HBV復(fù)制.具體機(jī)制可能是HBeAg刺激SOCS2的表達(dá),SOCS2通過(guò)降低Tyk2的穩(wěn)定性,下調(diào)Ⅰ型和Ⅲ型IFN受體的表達(dá),抑制STAT1的磷酸化和核易位來(lái)破壞IFN/JAK/STAT信號(hào)傳導(dǎo),并最終抑制ISG的表達(dá),從而抑制IFN作用和促進(jìn)病毒復(fù)制[35].HBeAg表現(xiàn)出來(lái)的不同的生物學(xué)效應(yīng),可能與HBV感染的病程有關(guān),在不同時(shí)期有不同的信號(hào)通路被HBeAg刺激從而產(chǎn)生了不同的效應(yīng).

并且有薈萃分析證明循環(huán)miRNAs有助于CHB相關(guān)肝纖維化的無(wú)創(chuàng)檢測(cè)[36].這些發(fā)現(xiàn)可以為醫(yī)學(xué)工作者提供靈感,提高HBV相關(guān)疾病的監(jiān)測(cè)以及治療效率.

2.3 SOCS3與細(xì)胞因子之間的相互作用對(duì)HBV致病性的影響 在SOCS家族中,SOCS3是IL-6和IL-10的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑,被TLR刺激激活.SOCS3可通過(guò)抑制STAT3活化抑制細(xì)胞增殖和細(xì)胞存活,STAT3相關(guān)的細(xì)胞因子的活化(例如IL-6和IL-22)通過(guò)JAK/STAT信號(hào)傳導(dǎo)途徑介導(dǎo),與早期誘導(dǎo)炎癥和癌變密切相關(guān),其中癌基因STAT3在很大程度上與NF-κB活化相關(guān).而SOCS3在功能上抑制STAT3激活并負(fù)面調(diào)節(jié)腫瘤的發(fā)展[37].

體外研究發(fā)現(xiàn),IL-6可以誘導(dǎo)SOCS3的表達(dá),而中和細(xì)胞中的IL-6則發(fā)現(xiàn)SOCS3的表達(dá)水平也降低[38].IL-6可通過(guò)激活STAT3途徑參與HBV相關(guān)的肝癌發(fā)生.IL-6/STAT3途徑的持續(xù)激活通常與SOCS3的抑制有關(guān),SOCS3既是該途徑中的目標(biāo)基因又是STAT3的負(fù)調(diào)控子.NF-κB誘導(dǎo)的抗氧化劑表達(dá)可防止ROS蓄積導(dǎo)致的STAT3的意外激活[27].但是,大多數(shù)STAT3陽(yáng)性的HCC未顯示NF-κB激活,大多數(shù)NF-κB陽(yáng)性的HCC也未顯示出STAT3激活[39].所以,需要確定在人類(lèi)肝癌發(fā)生過(guò)程中NF-κB活性是否下調(diào)以允許STAT3激活.研究也發(fā)現(xiàn),血紅素加氧酶-1 (Heme oxygenase-1,HO-1)的異常表達(dá)阻斷了HpG2細(xì)胞中H2O2誘導(dǎo)的ROS,并且肝癌細(xì)胞IL-6與HO-1之間可能存在反饋回路,IL-6可通過(guò)JAK/STAT3途徑誘導(dǎo)HO-1的表達(dá)發(fā)揮抗腫瘤作用[40].另外,有研究發(fā)現(xiàn)HBV及其編碼的蛋白HBxAg和HBcAg,以及IFN-α均可誘導(dǎo)肝細(xì)胞中IL-6的表達(dá),而HBeAg抑制肝細(xì)胞中IL-6的表達(dá).HBV不會(huì)影響HepG2細(xì)胞中IL-6誘導(dǎo)的STAT3激活,IL-6通過(guò)上調(diào)SOCS3的表達(dá)抑制了三種IFN-α下游效應(yīng)子(MxA,OAS和PKR)的表達(dá)繼而減弱了IFN-α的抗病毒效應(yīng)[41].

SOCS3與JAK1和JAK2共表達(dá)時(shí)可以觀察到SOCS3酪氨酸磷酸化,SOCS3與JAK1相關(guān)并抑制JAK1的磷酸化作用,而IL-2受體鏈(IL-2R)的存在顯著增強(qiáng)了這種抑制作用.此外,在IL-2刺激T細(xì)胞后,SOCS3能夠與IL-2受體復(fù)合物相互作用.最后,在有SOCS3的情況下,IL-2和IL-3誘導(dǎo)的增殖均被顯著抑制.結(jié)果表明,當(dāng)IL-2在T細(xì)胞中迅速誘導(dǎo)SOCS3表達(dá)時(shí),SOCS3也通過(guò)一個(gè)經(jīng)典的負(fù)反饋回路抑制IL-2的反應(yīng)[42].

在小鼠腹膜巨噬細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)刺激的巨噬細(xì)胞中,腫瘤壞死因子-α (tumor necrosis factor,TNF-α)通過(guò)抑制SOCS3的酪氨酸磷酸化阻止SOCS3蛋白的降解,但對(duì)SOCS3 mRNA表達(dá)量沒(méi)有明顯的影響[43].而在HCV感染早期,研究證明HCV蛋白p7,通過(guò)JAK/STAT和絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)途徑刺激STAT3來(lái)誘導(dǎo)SOCS3的表達(dá),從而抑制TNF-α介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)[44].

HBx蛋白可以刺激TGF-β1的產(chǎn)生,介導(dǎo)肝細(xì)胞炎癥和肝纖維化的發(fā)生.其中TGF-β1可抑制SOCS3 mRNA的表達(dá),并且這種抑制與肝細(xì)胞脂肪變性有關(guān),而與HBV無(wú)關(guān).并且研究發(fā)現(xiàn),TGF-β1不影響HepG2.2.15細(xì)胞中HBV復(fù)制,但可抑制HBsAg和HBeAg的表達(dá)[45].也有證據(jù)表明,在模仿人類(lèi)肝細(xì)胞癌(HCC)部分肝切除(partial hepatectomy,PH)的HBx蛋白轉(zhuǎn)基因小鼠中,SOCS家組蛋白(特別是SOCS1,SOCS3)表達(dá)在PH后明顯被抑制,其中TGF-β/Smad、STAT3的表達(dá)也顯示出明顯的差異[46],這可能與上述結(jié)果相佐證.并且在穩(wěn)定表達(dá)HBx蛋白的HepG2細(xì)胞中,發(fā)現(xiàn)SOCS3和蛋白磷酸酶2A (protein phosphatase 2A,PP2A)抑制因子的增多,并發(fā)現(xiàn)SOCS3和PP2A的誘導(dǎo)物STAT3和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(endoplasmic reticulum stress,ERS)的磷酸化現(xiàn)象增多,導(dǎo)致干擾素刺激基因表達(dá)減少,從而抑制IFN信號(hào)通路,減弱IFN的抗病毒作用[47].

2.4 可能通過(guò)調(diào)節(jié)SOCS1/SOCS3分子活性發(fā)揮抗HBV病毒活性的物質(zhì) 一種小的化合物RO8191上,起到IFN-α/β受體2 (interferon alpha-beta receptor 2,IFNAR2)激動(dòng)劑的作用.RO8191與IFNAR2結(jié)合,并通過(guò)JAK/STAT信號(hào)傳導(dǎo)途徑誘導(dǎo)ISGs表達(dá),RO8191可以口服給藥,并且成本低廉,因此比必須注射的IFN-α更具優(yōu)勢(shì).在研究中發(fā)現(xiàn)RO8191具有抗HBV活性,將RO8191命名為cccDNA modulator(CDM),編號(hào)為3008(CDM-3008).與IFN-α相比在CDM-3008處理的細(xì)胞中,CDM-3008通過(guò)激活JAK/STAT通路,誘導(dǎo)ISGs表達(dá),表現(xiàn)出抗HBV活性,并且在CDM-3008處理的細(xì)胞中,抑制STAT激活的SOCS1,SOCS2,SOCS3和CIS的表達(dá)增強(qiáng),反饋抑制作用強(qiáng)于IFN-α[48].該藥可能為慢性乙型肝炎的治療提供一個(gè)新的選擇.另外有研究顯示,表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)抑制劑(厄洛替尼和吉非替尼)具有抗HBV作用,具體機(jī)制可能是通過(guò)上調(diào)SOCS3抑制STAT3磷酸化來(lái)增強(qiáng)IFN-α的抗病毒活性[49].細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明,板藍(lán)根多糖(radix isatidis polysaccharide,RIP)可能通過(guò)激活I(lǐng)FN-α依賴(lài)性JAK/STAT信號(hào)通路和誘導(dǎo)抗HBV蛋白表達(dá)產(chǎn)生抗HBV的作用.此外,也測(cè)得細(xì)胞中SOCS1和SOCS3的過(guò)度表達(dá)被糾正[50].已有研究證實(shí)SOCS1和SOCS3的模擬物或拮抗劑已經(jīng)在某些具體的疾病模型實(shí)驗(yàn)中證實(shí)有效,但是其中的副作用和局限性也不可忽視,仍需要進(jìn)一步的研究[2].

3 結(jié)論

SOCS1和SOCS3在IFN抗病毒過(guò)程中主要通過(guò)負(fù)反饋調(diào)節(jié)JAK/STAT信號(hào)通路影響IFN的抗病毒效果.在HBV感染過(guò)程中,SOCS1和SOCS3基因的多態(tài)性及其甲基化程度與HBV感染的肝病密切相關(guān),特別是在HBV感染相關(guān)的肝癌的發(fā)生發(fā)展中可能起著積極地推動(dòng)作用.另外miR-122和miR-155可能靶向作用于SOCS1和SOCS3基因并抑制其表達(dá),從而增強(qiáng)IFN的抗HBV的作用.而IL-6、TNF-α以及TGF-β1等細(xì)胞因子可能被HBV編碼的相關(guān)蛋白激活或抑制,調(diào)節(jié)SOCS1和SOCS3的表達(dá)來(lái)影響IFN的抗病毒效果.就目前的研究來(lái)看,SOCS1和SOCS3與HBV的感染及其病程進(jìn)展密切相關(guān),但是SOCS1和SOCS3基因水平上的改變?nèi)绾斡绊慔BV的致病性以及相關(guān)肝病的疾病進(jìn)程,具體機(jī)制仍然不清楚.HBV又通過(guò)哪些方式影響SOCS1和SOCS3的調(diào)節(jié)通路,仍有待進(jìn)一步的研究.但是不可否認(rèn)SOCS1和SOCS3在HBV感染中的調(diào)節(jié)作用,對(duì)于靶向SOCS1和SOCS3分子的相關(guān)藥物也在研究的路上,希望在不久的將來(lái)能有突破性的進(jìn)展,為HBV相關(guān)疾病的治療提供一種新的選擇.