STAT4 在系統(tǒng)性紅斑狼瘡的研究進(jìn)展

李雨潔 宋李桃 李亞妤

系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE）是一種典型的自身免疫性結(jié)締組織疾病，以自身抗體的過(guò)度產(chǎn)生、免疫復(fù)合物的形成、系統(tǒng)性或器官特異性炎癥反應(yīng)觸發(fā)廣泛的炎癥反應(yīng)為特征，常累及皮膚、腎臟、關(guān)節(jié)、肺、血液和中樞神經(jīng)系統(tǒng)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，SLE 多發(fā)于育齡女性，全球患病率約（30～150）/10 萬(wàn)，我國(guó)患病率約為（30.13～70.41）/10 萬(wàn)，SLE 診斷后5 年、10 年、15 年、20 年的生存率分別為95%、91%、85%、78%[1-2]。其病理?yè)p害的直接原因是免疫復(fù)合物產(chǎn)生過(guò)多及其清除障礙從而在組織中沉積。研究表明，信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子4（STAT4）的基因多態(tài)性以及其自身與淋巴細(xì)胞、白細(xì)胞介素、干擾素等因子的相互作用在SLE 的發(fā)病機(jī)制和治療中起著舉足輕重的作用。本文對(duì)STAT4 基因在SLE 的研究進(jìn)展綜述如下。

1 STAT4 基因結(jié)構(gòu)

STAT4與STAT1、STAT2、STAT3、STAT5A、STAT5B和STAT6 共同構(gòu)成STAT 轉(zhuǎn)錄因子家族，這些基因參與先天和適應(yīng)性免疫反應(yīng)的許多方面的調(diào)節(jié)，涵蓋從病原體反應(yīng)到細(xì)胞因子分泌。研究證明，STAT4參與SLE 的免疫調(diào)節(jié)。STAT4 位于染色體2q32.2-32.3,其布局包羅近羧基端的Src 同源布局域（SH2）和四周位置相對(duì)于牢固的酪氨酸位點(diǎn)，中部的脫氧核糖核酸（DNA）連系域和羧基結(jié)尾的轉(zhuǎn)錄激活區(qū)和氨基結(jié)尾的守舊區(qū)等，由2247 個(gè)連續(xù)的蛋白質(zhì)編碼區(qū)組成，能夠編碼748 個(gè)氨基酸，表達(dá)于炎癥部位的單核細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞內(nèi)，參與SLE 的發(fā)病[3]。STAT4 與其他STAT 蛋白不同之處在于，STAT4 的構(gòu)造散布較為有限，且主要存在于淋巴和髓系構(gòu)造內(nèi)[4]。

2 STAT4 基因多態(tài)性與SLE

Wang 等[5]對(duì)17，389 名患者和29，273 名健康受試者數(shù)據(jù)進(jìn)行薈萃分析，證明在歐洲和亞洲的總體人群中，STAT4 風(fēng)險(xiǎn)等位基因rs7574865 [T]、rs10168266 [T] 與SLE 風(fēng)險(xiǎn)之間有強(qiáng)相關(guān)性。攜帶STAT4 風(fēng)險(xiǎn)等位基因rs7574865[T]的SLE 患者的T細(xì)胞對(duì)STAT4 蛋白的誘導(dǎo)作用增強(qiáng)，且隨著其數(shù)量的增加，SLE 患者對(duì)白介素-12（IL-12）刺激的反應(yīng)更強(qiáng)，意味著STAT4 風(fēng)險(xiǎn)等位基因rs7574865[T]提高了SLE 的易感性[6]。Lamana 等[7]研究表明，STAT4風(fēng)險(xiǎn)等位基因rs7574865[T]的存在增強(qiáng)了STAT4 基因轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)表達(dá)，增加了SLE 的活動(dòng)性。Patel等[8]在一個(gè)由13，577 人組成的多祖先發(fā)現(xiàn)隊(duì)列中對(duì)STAT1-STAT4 基因座的327 個(gè)變異體進(jìn)行了基因功能分析，其中包含歐洲和歐洲裔美國(guó)人、亞洲和亞洲裔美國(guó)人、非洲裔美國(guó)人和美洲印第安人，結(jié)果顯示除非洲裔美國(guó)人外，其余人種的STAT4 基因第三含子內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)等位基因rs11889341 促進(jìn)SLE 的發(fā)展進(jìn)程，他們?cè)趓s11889341 周圍STAT4 內(nèi)含子的DNA 中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)基因型依賴的抑制元件，rs11889341 降低了這一推定阻遏物的活性，從而促進(jìn)SLE 的發(fā)展?？傊琒TAT4 可遺傳變異與SLE 風(fēng)險(xiǎn)之間的潛在相關(guān)性。

3 STAT4 相關(guān)作用因子與SLE

與STAT4 相互關(guān)聯(lián)，共同參與SLE 發(fā)病的因子主要有淋巴細(xì)胞、白細(xì)胞介素、干擾素等。

3.1淋巴細(xì)胞 T 淋巴細(xì)胞和B 淋巴細(xì)胞是適應(yīng)性免疫反應(yīng)中的關(guān)鍵角色，因?yàn)樗鼈兡軌蛲ㄟ^(guò)高度多樣的特異性受體識(shí)別外源蛋白抗原，并且能夠?qū)λ鼈冇龅降目乖a(chǎn)生持久的免疫反應(yīng)。SLE 患者T 細(xì)胞和B 細(xì)胞均出現(xiàn)耐受性破壞。

研究表明，STAT4 激活的SLE 患者體內(nèi)濾泡輔助性T 細(xì)胞（Tfh）-輔助性T 細(xì)胞1（Th1）樣細(xì)胞顯著擴(kuò)增，而Tfh 的失調(diào)是SLE 發(fā)病的重要環(huán)節(jié)[9]。Alfadhli 等[10]對(duì)阿拉伯SLE 患者基因表達(dá)譜分析發(fā)現(xiàn)，輔助性T 細(xì)胞17（Th17）通路中STAT4 差異表達(dá)，誘導(dǎo)Th17 的失調(diào)，Cuadrado 等[11]研究發(fā)現(xiàn)，STAT4的缺乏可激發(fā)調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞（Treg）對(duì)炎癥信號(hào)作出反應(yīng)。且研究證明Th17 和調(diào)節(jié)性Tregs 之間的失衡是SLE 發(fā)病的基礎(chǔ)[12]。由此可見，T 細(xì)胞亞群失衡及細(xì)胞因子分泌紊亂最終導(dǎo)致的免疫系統(tǒng)異常應(yīng)答在SLE 的發(fā)病及病情遷延中起著重要作用。

B 淋巴細(xì)胞中的先天受體參與調(diào)節(jié)狼瘡相關(guān)自身抗體的產(chǎn)生[13]。另外，B 淋巴細(xì)胞不僅產(chǎn)生致病性自身抗體，而且通過(guò)產(chǎn)生趨化因子和細(xì)胞因子來(lái)調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)[14]。Patel 等[8]認(rèn)為在SLE 風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn)的B細(xì)胞中STAT4 基因表達(dá)產(chǎn)物較其余位點(diǎn)富集，這也有可能是增加SLE 風(fēng)險(xiǎn)的原因。

3.2白細(xì)胞介素 白細(xì)胞介素，簡(jiǎn)稱白介素（IL），是在免疫系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用的一類細(xì)胞因子，目前已發(fā)現(xiàn)40 多種，依據(jù)其基因組位置、氨基酸序列及受體亞基可分為不同家族，且不同家族成員因其細(xì)胞來(lái)源及相關(guān)信號(hào)通路的不同而發(fā)揮抗炎或促炎作用[15]。其中白介素12（IL-12）、白介素-21（IL-21）、白介素-17（IL-17）通過(guò)與STAT4 的相互作用參與SLE的發(fā)生發(fā)展。

IL-12 是一種具有多種生物學(xué)活性的免疫調(diào)節(jié)因子,可由巨噬細(xì)胞和樹突細(xì)胞產(chǎn)生，被認(rèn)為是SLE疾病活動(dòng)的潛在生物標(biāo)志物[16]。IL-12 家族中的白介素23（IL-23）具備獨(dú)特的IL-23p19 亞基,促進(jìn)Th17的增殖與IL-17 的分泌，其異常表達(dá)與SLE 感染和活動(dòng)度均存在顯著相關(guān)性[17]。STAT4 的激活是IL-12、IL-23 的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)所必需的過(guò)程。

IL-21 通過(guò)蛋白酪氨酸激酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子兩種信號(hào)傳導(dǎo)途徑發(fā)揮其生物學(xué)功能[18]。STAT4 的激活是人類IL-21 產(chǎn)生的主要調(diào)節(jié)因子。Wang 等[19]研究發(fā)現(xiàn)，白介素-21 是B 淋巴細(xì)胞、Tfh細(xì)胞發(fā)育的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，其過(guò)度表達(dá)促進(jìn)SLE 發(fā)展。

IL-17 是Th17 細(xì)胞的主要效應(yīng)因子，是一種來(lái)源于T 細(xì)胞的致炎細(xì)胞因子[20]。STAT4 磷酸化可以上調(diào)IL-17 的表達(dá)[21]。劉芳松和馮明揚(yáng)[22]證明，SLE患者體內(nèi)IL-17 含量升高，且IL-17 水平與SLE 疾病活動(dòng)指數(shù)評(píng)分呈正相關(guān)。

3.3干擾素（IFN）干擾素在生物體內(nèi)普遍存在，分為Ⅰ型和Ⅱ型兩類，前者包括IFN-α（干擾素-α）、IFN-β（干擾素-β）、IFN-ε（干擾素-ε）、IFN-δ（干擾素-δ），IFN-ω（干擾素-ω），IFN-κ（干擾素-κ），IFN-τ（干擾素-τ），后者僅有IFN-γ（干擾素-γ）。研究發(fā)現(xiàn)，SLE 患者體內(nèi)IFN-α、IFN-β 水平明顯升高，且與疾病活動(dòng)指數(shù)正相關(guān)[23]。IFN-α 直接誘導(dǎo)STAT4 磷酸化，參與SLE 患者免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，是SLE 發(fā)病的關(guān)鍵因子。IFN-β 能通過(guò)轉(zhuǎn)導(dǎo)和激活STAT4，調(diào)節(jié)免疫過(guò)程。IFN-γ 可反映SLE 的急性發(fā)作。IFN-γ 的生成和其在SLE 中信號(hào)傳導(dǎo)賴于STAT4 的激活[24]。

4 STAT4 作用于SLE 的經(jīng)典信號(hào)通路

STAT4 基因參與SLE 發(fā)生發(fā)展的經(jīng)典信號(hào)通路主要有：IL-12/STAT4 通路、JAKS/STAT4 通路。

4.1IL-12/STAT4 通路 當(dāng)IL-12 與相應(yīng)受體結(jié)合后,白介素12 受體（IL-12R）發(fā)生二聚化，激活與之偶聯(lián)的蛋白酪氨酸激酶，使受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)鏈β2 胞內(nèi)段特定區(qū)域酪氨酸位點(diǎn)磷酸化，作為“錨定點(diǎn)”招募并激活STAT4 單體，形成同源二聚體的形式穿越核膜，識(shí)別其特異的DNA 上的靶序列，啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄。Hagberg 和[25]研究發(fā)現(xiàn)，IFN-α 在STAT4 SLE 風(fēng)險(xiǎn)等位基因rs7574865[T]的攜帶者中選擇性增強(qiáng)IL-12 誘導(dǎo)的STAT4 激活。Ueno[26]研究表明，IL-12/STAT4 軸通過(guò)CD4+T 細(xì)胞誘導(dǎo)IFN-γ和IL-21 生成，促進(jìn)CD11c+DN B 細(xì)胞產(chǎn)生和SLE患者自身抗體的產(chǎn)生，加快SLE 的進(jìn)程。

4.2JAKS/STAT4 通路 JAKS 由四種Janus 激酶（JAK1、JAK2、JAK3、TYK2）組成，位于細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞因子受體的下游。JAK/STAT 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑負(fù)責(zé)介導(dǎo)50 多種ⅰ型和ⅱ型細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子和激素的信號(hào)。在JAK/STAT 通路中，STAT4 能夠通過(guò)參與DNA調(diào)節(jié)元件來(lái)調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄，通過(guò)IFN-α 和IFN-β、IL-12、IL-23 抑制免疫和Th1 細(xì)胞分化[27]。在IL-12與受體接合時(shí)，STAT4 被JAK2 和TYK2 磷酸化，導(dǎo)致二聚化并易位到細(xì)胞核，在細(xì)胞核中它結(jié)合DNA并誘導(dǎo)大量促炎基因的表達(dá)，誘發(fā)SLE。

5 基于STAT4 治療SLE 的進(jìn)展

目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種藥物基于STAT4 抑制SLE 的發(fā)病過(guò)程，包括Janus 激酶（JAK）抑制劑、抑制性合成寡脫氧核苷酸（Sup ODN）、氯喹、霉酚酸酯、（5R）-5-羥基雷公藤內(nèi)酯醇（LLDT-8）、酪氨酸磷酸酶等。

JAK 抑制劑對(duì)攜帶STAT4 風(fēng)險(xiǎn)等位基因的SLE患者外周血單個(gè)核細(xì)胞增強(qiáng)細(xì)胞反應(yīng)的恢復(fù)能力，從而降低SLE 易感性[28]。Sup ODN 可能通過(guò)下調(diào)STAT4 的表達(dá)，體外抑制小鼠CD4+T 細(xì)胞向TH1 細(xì)胞的功能性分化，可用于預(yù)防或治療以持續(xù)免疫激活為特征的SLE。氯喹可以抑制IFN-α 對(duì)STAT4 的誘導(dǎo)作用[29]。霉酚酸酯可以改善Ⅰ型IFN 失調(diào)，STAT4 異常表達(dá)導(dǎo)致的SLE 的惡性致病性螺旋，抑制SLE 發(fā)病。酪氨酸磷酸酶可以抑制STAT4 的激活進(jìn)而延緩SLE 進(jìn)展。