JAK/STAT通路及其阻断剂AG490在淋巴瘤中的研究进展*

李志铭 朱颖杰

JAK/STAT通路及其阻断剂AG490在淋巴瘤中的研究进展*

李志铭 朱颖杰

李志铭 教授，主任医师，硕士生导师。1997年毕业于中山医科大学临床医学专业，2002年获中山大学肿瘤学博士学位，2004年中山大学博士后出站。主要擅长淋巴瘤等实体肿瘤的内科治疗。现任中国抗癌协会淋巴瘤专业委员会青年委员会副主任委员，中国医师协会肿瘤医师分会青年医师委员会副主任委员，中国抗癌协会淋巴瘤专业委员会秘书和CSCO淋巴瘤联盟委员。承担和参与多项国家自然科学基金、中国博士后基金、广东省自然科学基金、广州市科技计划项目等课题，参与主编《肿瘤生物治疗学》等专著，发表30余篇淋巴瘤专业学术论文。

JAK/STAT是多种细胞因子和生长因子信号转导的重要途径，参与细胞增殖、分化以及免疫调节等多个过程，在肿瘤中的持续性激活可促进肿瘤的发生发展。目前研究发现在淋巴瘤中有STAT3异常表达和活化，其活化与肿瘤生长、侵袭及转移有关。AG490是JAK2抑制剂，可有效地抑制其下游的STAT的活化，阻断JAK/STAT信号转导通路。既往研究证实AG490能抑制淋巴瘤细胞的增殖，促进其凋亡，可提高某些化疗药物的敏感性。本文就JAK/STAT通路及其阻断剂AG490在淋巴瘤中的研究进展作一综述。

JAK激酶 信号传导与转录激活因子3 AG490 淋巴瘤 肿瘤治疗

JAK/STAT信号转导通路是目前研究的热点之一，该通路在肿瘤中持续性活化导致肿瘤细胞的异型性生长，促使肿瘤的发生发展，已是肿瘤形成的一个较明确的机制。AG490为JAK/STAT信号转导通路研究中应用早亦较为广泛的阻断剂，具有重要的研究价值及应用前景。本文就JAK/STAT通路及其阻断剂AG490在淋巴瘤中的研究作一综述。

1 JAK/STAT信号转导通路

JAK激酶/信号转导和转录激活因子信号转导通路最初是在研究干扰素对细胞的作用机制时被发现。该通路主要由JAK蛋白酪氨酸激酶和STAT蛋白连接蛋白两部分组成。它是一条从膜到核的信号转导通路，带有酪氨酸的蛋白发生磷酸化后活化，然后产生激酶活化的级联反应，再将活化的信号传递给其他分子如STAT。STATs的活化在正常细胞中非常短暂，仅仅持续数分钟或数小时，而在肿瘤细胞中其发生了异常的持续活化，尤其是STAT3，与肿瘤的生物学行为及其发生机制密切相关［1］。

1.1 JAK家族

JAK（Janus kinase）家族是一类非受体型酪氨酸蛋白激酶，目前共发现JAK1、JAK2、JAK3和Tyk2四种。JAK家族的特征是在C端有催化功能区和激酶相关功能区，其N端在JAK与受体蛋白偶联的过程中发挥调节作用。几乎所有的细胞中均有JAK表达，通过结合多种细胞因子受体，其下游底物STAT被选择性激活，使之转位到核，并结合核内特异的DNA调节元件从而指导转录。当细胞因子受体结合相应配体后，可以活化JAK并激活STAT，从而调节转录及诱导目的基因表达［1］。

1.2 STAT家族

STATs是JAK/STAT信号转导途径中JAKs的关键底物，其在细胞因子的信号转导中占有重要地位。当细胞因子或生长因子激活其上游JAK2激酶时，受细胞外信号刺激后，STAT3主要通过酪氨酸磷酸化而被活化，激活的STAT3单体的SH2结构域通过与另一STAT3分子磷酸化的酪氨酸残基相互作用，形成二聚体后移入细胞核，然后结合其特异的DNA反应元件，从而调节靶基因的转录，发挥不同的生物学效应。STAT3异常持续的激活可导致细胞异常增殖或恶性转化，STAT3信号转导途径也与细胞增殖、分化及凋亡关系密切。STAT3异常持续激活存在于多种肿瘤细胞与人癌变组织中，因此STAT3有可能成为治疗肿瘤的一个新靶点［2］。

1.3 JAK/STAT信号转导通路与恶性肿瘤

最初STAT3蛋白是作为正常细胞因子信号被发现，近年来大量研究表明肿瘤细胞中存在STAT3蛋白的异常持续活化，其在细胞增殖生长及肿瘤侵袭转移中起到重要的作用。由于STAT3与肿瘤的关系密切，越来越引起研究者的重视。既往大量研究发现STAT3在头颈部鳞状细胞癌、前列腺癌、胰腺癌、肺癌、结肠癌、胃癌、乳腺癌、人类白血病、淋巴瘤及多发性骨髓瘤等多种肿瘤组织与细胞系中存在异常表达和激活，并参与肿瘤的增殖分化、细胞凋亡、肿瘤血管生成以及侵袭转移［1，3-7］。另外，JAK2突变参与了肿瘤的发生发展，JAK2信号通路异常或JAK2表达异常也与肿瘤恶化密切相关。因此，阻断其参与的信号通路可能给肿瘤靶向治疗带来新的研究方向。

2 JAK/STAT通路阻断剂AG490的研究现状

2.1 AG490

AG490又称Tyrphosin AG490，是目前研究较多的JAK/STAT通路特异性阻断剂，其最初被认为是一种选择性拮抗JAK2酪氨酸磷酸化的抑制剂，可以特异性阻断各种细胞因子引起的JAK2和下游分子STAT3的磷酸化激活，从而阻断JAK/STAT信号通路，降低恶性细胞的侵袭和转移。最新资料显示，AG490除阻断JAK2外还可以阻断JAK3。AG490可有效阻断JAK/STAT3信号通路，抑制STAT3磷酸化与STAT3 DNA复合物的形成，下调细胞中STAT3的表达，从而能抑制肿瘤细胞的增殖［4，8］。

2.2 AG490与恶性肿瘤

抑制STAT3不仅可抑制肿瘤细胞的生长，而且可能增加细胞对放疗、化疗的反应性，可能由于STAT3蛋白的持续激活抑制凋亡而造成肿瘤细胞对治疗不敏感，因此应用AG490阻断STAT3蛋白及其信号转导通路在肿瘤的治疗方面具有极大的潜力。AG490在抗肿瘤方面的研究逐渐增多，早期主要以白血病方面的报道为主。在血液系统的恶性肿瘤中，研究发现低浓度的AG490对白血病细胞株的生长具有抑制作用并可诱导细胞凋亡，且呈剂量依赖性，该研究还显示20 μmol/L浓度的AG490对骨髓来源的正常前体造血干细胞的生长与成熟均无影响。AG490作为抗肿瘤药物己用于临床治疗白血病，特别对异常活化导致的前急性淋巴细胞白血病具有很好的治疗疗效，且毒副作用小［9］。

目前大量体外试验陆续证实AG490能抑制头颈部鳞状细胞癌、肝癌、结肠癌、胃癌、乳腺癌、胰腺癌、膀胱癌、宫颈癌、卵巢癌和淋巴瘤等多种肿瘤细胞的增殖，促进其凋亡，同时对正常细胞的毒副作用很小［4，8］。研究还发现AG490联合化疗药物可协同抗肿瘤，增加肿瘤细胞的凋亡率，提高肿瘤对化疗药物的敏感性［10］。

3 JAK/STAT信号转导通路与淋巴瘤

STAT3在多种肿瘤中过度表达，STAT3的活化及过度表达与细胞的恶性转化有关，尤其是与淋巴造血组织肿瘤的发生关系密切。在不同类型的淋巴瘤中均有JAK/STAT信号转导通路的异常，其在淋巴瘤的发生发展中具有重要作用，已有越来越多研究对其进行探讨［11-13］。

早期对霍奇金淋巴瘤（HL）、皮肤T细胞淋巴瘤及EB病毒相关性淋巴瘤的JAK/STAT信号转导通路研究较多。有报道在皮肤T细胞淋巴瘤细胞株中发现STAT蛋白呈异常活化状态。Skinnider等［14］在5株HL细胞中检测到磷酸化的STAT6，其中有4株检测到不同程度磷酸化的STAT3与STAT5。Chen等［15］也研究发现在HL组织标本中均可检测到核内活化的STAT3。另外有研究发现JAK2在HL中受上游miR-135a调控从而促进HL细胞的凋亡，且与患者的预后相关［16］。近期研究报道约30%HL和30%～50%原发纵隔大B细胞淋巴瘤（PMBCL）中存在JAK2表达的异常升高［13］。

Zhang等［17］首次发现人间变性大细胞淋巴瘤（ALCL）细胞系PB1、2A和2B可检测到磷酸化JAK3，且这三株细胞均表达活化的STAT3和STAT5，在Sezary综合征患者的外周血单核细胞中也检测到强弱不等磷酸化的JAK3、STAT3和STAT5。Nielsen等［18］还在蕈样肉芽肿细胞中检测到持续磷酸化的STAT3及STAT3 DNA复合物。

既往体外研究证实在EB病毒相关性肿瘤中存在持续活化的STAT，EB病毒感染与STAT的表达与活化有关［15］。Weber-Nordt等［19］对Burkitt淋巴瘤细胞系进行分析，发现Burkitt淋巴瘤细胞的STAT3均呈DNA结合活性状态。Yue等［20］的研究结果显示STAT3、STAT5在NK/T细胞淋巴瘤中表达增高，免疫组化显示STAT3、STAT5在NK/T细胞淋巴瘤肿瘤细胞核中的表达分别为68%和56%，而对照组为10%和15%，有统计学意义；提示STAT可能参与EB病毒相关NK/T细胞淋巴瘤的发生，且STAT3和STAT5的表达与肿瘤复发有关。最新一项研究发现在NK/T细胞淋巴瘤中也存在约35%的A572V和A573V点突变，该突变可使JAK/STAT信号通路发生不依赖外界信号分子刺激的持续活化，同时促进细胞增殖［21］。

Lai等［22］报道了在MCL细胞株中存在STAT3的活化与磷酸化，随后一项研究通过免疫组织化学和免疫印迹法也证实在MCL组织中存在STAT3的激活［23］。2008年，Lam等通过对弥漫大B细胞淋巴瘤（DLBCL）、滤泡性淋巴瘤（FL）、黏膜相关性淋巴瘤（MALT）、套细胞淋巴瘤（MCL）等多种非霍奇金淋巴瘤（NHL）的STAT3 mRNA表达水平进行检测，发现不同类型淋巴瘤中均有不同程度的高表达；其中DLBCL的表达水平最高，特别是ABC型DLBCL的STAT3水平明显高于GCB型。另一项研究显示50%左右的ABC型DLBCL均存在JAK/STAT信号转导通路的激活，同时Scuto等［24］通过体内外实验也证实ABC型DLBCL中STAT3异常表达与肿瘤细胞死亡有关。近期一项研究也证实DLBCL中存在JAK2/STAT3激活［25］。

4 JAK/STAT通路阻断剂AG490在淋巴瘤中的研究

既往多项体外研究表明AG490通过阻断JAK/ STAT信号转导通路，可促进淋巴瘤细胞的凋亡与死亡。Opdam等［26］研究发现JAK激酶在淋巴瘤的侵袭及转移过程中发挥了重要作用，应用其抑制剂阻断JAK激酶可抑制STAT3在高侵袭性淋巴瘤细胞系中的活性，具有抗肿瘤作用。Eriksen等［27］发现AG490在抑制皮肤T细胞淋巴瘤细胞STAT蛋白活化的同时，还抑制了细胞因子诱导肿瘤细胞的有丝分裂，从而促进细胞凋亡。另一项研究证实AG490通过阻断JAK/STAT信号转导通路，抑制NK/T细胞淋巴瘤细胞株中STAT3的活化，下调Mcl-1表达，从而促进肿瘤细胞的凋亡［28］。此外，AG490还可抑制U266骨髓瘤和ALCL等多种淋巴瘤细胞的增殖，并且具有不杀伤正常细胞的特性［29］。

另一设想是将AG490联合化疗药物应用于临床抗肿瘤治疗。有NHL的研究发现，将AG490与化疗药物同时作用于肿瘤细胞，可增加肿瘤细胞凋亡百分比，提高化疗药物的敏感性，减少化疗药物的剂量，降低药物的不良反应［30］。

5 结论与展望

综上所述，许多证据表明JAK/STAT信号转导通路在淋巴瘤的发病机制中起着重要作用，为其治疗提供了新的启示。目前有大量体内外研究表明AG490可阻断JAK/STAT信号转导通路，抑制淋巴瘤与多种实体瘤细胞的增殖、侵袭和转移。针对JAK/ STAT信号转导通路的抗肿瘤研究已成为一个全新的研究方向。在过去十几年里，JAK/STAT通路阻断剂的开发已取得了显著的成功，但在临床应用中仍存在许多挑战。另外，还有研究发现AG490联合化疗药物可协同作用于肿瘤，促进肿瘤细胞凋亡，提高化疗药物的敏感性。因此有研究者提出是否可将AG490作为化疗辅助药物，联合化疗药物以提高其敏感性，从而减少化疗药物的剂量及降低不良反应［30］。尽管既往对于JAK/STAT信号转导通路和AG490方面的研究很多，但淋巴瘤方面的研究有限。JAK/ STAT信号转导通路在淋巴瘤中的转录调控机制尚不清楚，其具体机制有待于进一步研究和探讨。相信在不久的将来，通过对JAK/STAT信号转导通路及其阻断剂AG490更深入的研究，以JAK/STAT信号通路作为靶点的治疗策略可能为治疗淋巴瘤开辟一条新的道路。

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（2014-07-14收稿）

（2014-08-20修回）

（本文编辑：郑莉）

Research progress on JAK/STAT signaling pathway and the inhibitorAG490 in lymphoma

Zhiming LI,Yingjie ZHU

Zhiming LI;E-mail:lzmsysu@163.com
1Department of Medical Oncology,Sun Yat-sen University,Guangzhou 510060,China.
2State Key Laboratory of Oncology in Southern China,Sun Yat-sen University,Guangzhou 510060,China.
This work was supported by The National Natural Science Foundation of China(No.81301903,81472759),Natural Science Foundation of Guangdong Province(No.S2013010016331),and Scientific and Technologic Foundation of Guangzhou City(No. 2014J4100163).

JAK/STAT includes many types of cell factors.Growth factor signal transduction is an important pathway and widely participates in cell multiplication,differentiation,and immunity adjustment.Aberrant-activated JAK/STAT signaling pathway is involved in carcinogenesis.Recent studies demonstrated that abnormal expression and activation of STAT3 were found in lymphoma. Constitutive activation of STAT3 promotes development,invasion,and metastasis of cancer.AG490,a JAK2 inhibitor,can block the JAK/STAT3 signal pathway and reduce the pathway's downstream STAT3 expression.Several studies showed that AG490 can inhibit cell proliferation and promote apoptosis in lymphoma.AG490 combined with chemotherapy drugs could improve sensitivity.In our study,we reviewed the potential role of JAK/STAT signaling pathway and the blockerAG490 in lymphoma.

Janus kinase,signal transducers and activators of transcription 3,AG490,lymphoma,cancer therapy

10.3969/j.issn.1000-8179.20141454

中山大学肿瘤防治中心内科，华南肿瘤学国家重点实验室（广州市510060）

*本文课题受国家自然科学基金项目（编号：81301903，81472759），广东省自然科学基金项目（编号：S2013010016331）和广州市科技计划项目（编号：2014J4100163）资助

李志铭 lzmsysu@163.com