细胞因子信号转导抑制因子与类风湿关节炎的相关性研究进展

类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）是以持续性滑膜炎症为主的一种慢性、对称性、进行性疾病。炎症细胞因子在RA 发生发展中起着关键作用。当促炎因子的效应高于抑炎因子时，会导致多系统免疫并发症［1］。如巨噬细胞样细胞高度活化产生各种促炎细胞因子、趋化因子和生长因子，并诱导B 型细胞产生白介素（interleukin，IL）-6、前列腺素和基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP） 参与关节免疫损伤。成纤维样滑膜细胞（fibroblast-like synoviocyte，FLS）因为其独特的侵袭性、产生大量蛋白酶及抑制凋亡导致滑膜组织增生，激发炎症反应，促进软骨侵蚀和降解，引起组织损伤及关节破坏。滑膜和关节腔中慢性激活的T细胞是RA 关节炎症通路的关键启动者和协调者，它以细胞接触依赖的方式促进巨噬细胞表达IL-1、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）、IL-6和趋化因子，导致调节性T 细胞（regulatory cell，Treg）分化失衡，促进免疫炎症反应，加剧RA 病理损伤。中性粒细胞是连接FLS 和T 细胞反应的桥梁，炎症组织中激活的中性粒细胞表达多种促炎细胞因子和趋化因子，这些炎症因子负向促进中性粒细胞从循环中进一步迁移，从而加剧炎症和软骨破坏。

细胞因子信号转导抑制因子（suppressor of cytokine signaling，SOCS）已被证明可通过调控多种细胞因子参与炎症反应的抑制。SOCS 是Janus 激酶/信号转导和转录激活因子（Janus kinase/signal transducer and activator of transcription，JAK/STAT）通路的负性调节因子，广泛参与自身免疫性疾病的病理生理过程，尤其在调节机体炎症反应中具有重要作用［2］。SOCS 的关键作用表现为与JAK 和细胞因子受体结合，抑制STAT 的磷酸化，阻碍JAK 激活或介导细胞因子/生长因子/激素受体的泛素化，以及随后的蛋白酶体的降解，在抗/促炎反应、细胞生长和细胞死亡等细胞生物学过程中发挥重要作用［3-4］。近年来，大量证据表明，SOCS 通过多种途径参与炎症反应，与RA 的发生发展密切相关，有望成为该病诊断和预后的生物标志物［1］。因此，探究SOCS 与RA 的相关性，可进一步深入了解RA 的发病机制，同时也可为RA 的临床诊疗提供新的思路。

1 SOCS家族

1.1 SOCS的结构

目前发现SOCS 家族共有8 名成员，包括细胞因子 诱 导 的 SH2 蛋 白 （cytokine inducible SH2 containing protein，CIS） 和SOCS1～7。在 结 构 上，SOCS 家族成员相似，均包括一个长度和序列不同的N 端区域、一个中心Src 同源2 （Srchomology 2 domain，SH2） 结构域和一个特征性SOCS 盒基序［5］。CIS 和SOCS1～3 通 过 一 个 短 的N-末 端 区 域（33～69 个残基）［6］及其对细胞因子刺激的诱导快慢［3］进一步区分。SOCS4～7 具有更长的N-末端（270～385 个残基）［6］，并且通常呈组成性表达［5］。SOCS盒基序招募了E3泛素连接酶复合物，该复合物由 延 伸 蛋 白（elongin） B 和C、Rbx2 和cullin5 组成［7］。在相关的SOCS蛋白中，已鉴定出端间结构域内的特殊基序。其中，SOCS1 和SOCS3 具有一个发挥功能所必需的激酶抑制区（kinase inhibitory region，KIR），能够通过阻断底物进入结合沟抑制JAKs 活性［8］；SOCS3 和CIS 在SH2 结构域和SOCS盒之间包含一个PEST 基序［9］，而SOCS4 和SOCS5具有一个独特的端间保守区，其确切功能尚不明确［6］。

1.2 SOCS的功能

目前认为SOCS 通过以下负反馈途径发挥功能。①SOCS通过SH2结构域与受体复合物中的磷酸化残基物理性阻断STATs 与受体结合。②SOCS 通过与JAKs 或细胞因子受体结合，抑制JAKs 活性。③SOCS 通过KIP 与延伸蛋白B/C 复合体相互作用，降解与其结合的信号蛋白。SOCS 通过以上3 种负反馈途径参与多种信号通路的转导，从而调控细胞因子释放，维持免疫稳态。

SOCS 蛋白影响免疫系统发育和功能的多个方面。基因的靶向研究已表明SOCS1～3 参与免疫相关信号的调节，可以对抗IL-4/STAT6、IL-6/STAT3、IL-12/STAT4、生长激素（growth hormone，GH）/STAT5、γ干扰素（interferon-γ，IFN-γ）/STAT1的效应，尤其是维持辅助性T细胞（helper T cell，Th）分化和髓样细胞的发育和功能［10］。CIS 在免疫细胞发育和功能的调节中起着重要作用，如外源性表达CIS的小鼠在CD4+T 细胞中既可降低IL-2 介导的STAT5磷酸化，也可通过增加蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）增强T 细胞受体（T cell receptor，TCR）的信号转导［11］。相反，CIS 似乎在CD8+T 细胞中负性调节TCR 下游的磷脂酶C（phospholipase C，PLC）以抑制T细胞活化［12］。SOCS的其他成员在免疫细胞发育中的具体作用尚未确定，有待于更多的研究深入探讨其具体作用机制和功能。

2 SOCS在RA中的作用

近年来，大量证据表明，SOCS 的激活可通过多种特异性信号转导途径影响细胞功能，包括JAK/STAT 通 路、核 转 录 因 子κB （nuclear transcription factor κB，NF-κB） 通路、丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase， MAPK） 通 路、Toll 样受体（Toll-like receptor，TLR）通路等，参与RA的炎症反应过程。

2.1 抑制JAK/STAT通路活性

研究［13］表明，JAK/STAT 通路激活会诱导免疫细胞活性，导致RA 滑膜持续增生，表现为进行性炎症和软骨侵蚀。JAK/STAT 通路的激活可诱导SOCS 蛋白表达，但诱导表达的SOCS 蛋白反过来又可阻断信号转导［14］。STATs 是RA 发病过程中一个关键性致病因子，可抑制成纤维细胞的凋亡；而SOCS 蛋白可直接拮抗活化的STAT 蛋白，阻断JAK2/STAT3 信号介导的胆碱能炎症通路，减弱胶原诱导性关节炎症（collagen induced arthritis，CIA）并抑制滑膜炎［15］。此外，上调RA 大鼠关节滑膜组织Socs1、Socs3表达水平，可通过抑制JAK/STST 通路活性，减弱Th1 及Th17 的分化，降低IFN-γ 及IL-17A、IL-17F 等细胞因子的表达，从而发挥抗炎效应及良性调整滑膜细胞分泌功能的作用［16-17］。因此，SOCS 通过抑制JAK/STAT 通路，调控炎症因子表达，在免疫失衡、炎症反应、滑膜细胞增殖中发挥了重要作用。

2.1.1 调控炎症因子的表达 SOCS 家族已被证实在RA 中广泛调控IL-6、IL-10、IFN-γ 和粒细胞集落刺激 因 子 （granulocyte colony-stimulating factor，G-CSF）等细胞因子的表达［18］。在病程较长的RA 患者中，SOCS1和SOCS3水平升高可抑制细胞因子信号转导，并可减弱促炎细胞因子如IL-6、IL-12、IL-15、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（granulocytemacrophage colony-stimulating factor，GM-CSF） 和IFN-γ 的致炎效应。另一方面，SOCS 蛋白的高表达也能抑制抗炎细胞因子的作用，从而影响RA 免疫调节和保护机制［19］。

IL 是免疫炎症反应中重要的细胞因子之一，已知内源性负调节因子SOCS是IL激活的关键作用靶点之一。在免疫细胞中，STAT3通过调节其上游因子如IL-6、SOCS3 和IL-6R 等，诱导基因参与细胞周期的调节和增殖［20］；而在非免疫细胞中，SOCS3通过抑制STAT3 缓解RA 患者IL-6 水平升高所引起的炎症反应［21］。SOCS1 蛋白通过与JAK2 等细胞因子受体结合，抑制信号转导，调节免疫应答，是炎症的关键生理调节因子［22］。如当Socs1的表达上调时，激活JAK2/STAT3 通路，可以释放大量的IL-10、IL-4 等抗炎细胞因子，从而抑制炎症反应［23］。在STAT1-/-小鼠模型中，由于Socs1不能与IL-10 受体结合，导致小鼠免疫应答亢进，引起各种炎症疾病［24］。与此一致的是，当诱导RA 小鼠巨噬细胞中Socs3结合位点发生条件敲除或突变时，炎症细胞因子的产生骤增，这表明Socs3表达减弱时可通过STAT3 磷酸化显著诱发IL-6 诱导的炎症反应［25］。相反，上调滑膜Stat1、Socs表达，可降低血清IL-1、IL-2 水平，达到抗RA模型大鼠局部炎症、减轻关节肿胀的作用［26］。同时，研究发现SOCS1-KIR 结构域模拟物-酪氨酸激酶抑制剂肽通过抑制JAK2、IFN-γ 受体α（IFN-γ receptor α，IFN-γRα）和STAT1 的磷酸化，抑制了小鼠巨噬细胞RAW264.7 中IFN-γ 的激活［27］，减轻局部反应。因此，上调SOCS1和SOCS3的表达可调控炎症因子的释放，抑制炎症反应，提示SOCS 蛋白可能是其抗炎作用的中介蛋白。

2.1.2 参与T 淋巴细胞亚群的分化 T 细胞在自身免疫性疾病和机体防御反应中具有重要意义。既往研究认为Th1 和Th2 的分化分别受STAT1/4 和STAT6 的调控，其分泌的IFN-γ 和IL-4 分别具有促炎和抑炎作用。随着T 细胞亚群的研究进展，发现致病的Th17细胞能够通过IL-23R、GM-CSF 和抗炎细胞因子IL-10 信号，表达T-bet并产生IFN-γ、TNF 和IL-2，在多种免疫性疾病如RA 中具有高致病性［28］。SOCS家族在T细胞的分化增殖中也起着重要作用。研究［9］发现，SOCS1 和SOCS3 是STAT1 和STAT3 活化的抑制剂，两者可通过SOCS 盒及KIR 等结构域，阻断JAK，使Th1 及Th17 细胞在周围的生存降低，从而减少炎症因子的分泌。

此外，Th1 和Th17 的平衡也受SCOS 与STAT 的动态调控。当STAT1 诱导的SOCS3 表达占优势时，可抑制STAT3 的活性，促进Th1 的分化而抑制Th17分化。相反，当SOCS1高表达时可抑制IFN-γ，促进Th17 的分化［17］。因此，JAK/STAT 通路活化引起的炎症反应与SOCS 控制Th1 和Th17 分化有关［29］。已经证实，Treg 中的Socs1表达较高时，诱导大量的细胞因子如IL-2、IL-6、IFN-γ 表达，加重炎症反应；当抑制Socs1表达时，Treg 可通过激活JAK/STAT 通路，分化为Th1 和Th17［30］。因此，SOCS1 被称作是机体免疫炎症应激的保护因子，在整个Treg 的分化及功能中充当监控者的作用。同样，研究发现SOCS3也是Th1和Th2极化的调节因子，可以通过抑制IL-12 诱导STAT4 激活，在RA 中发挥免疫调节作用。YAMANA 等［31］研究发现，在RA 患者中SOCS1和SOCS3分别在循环T 细胞和巨噬细胞中表达上调，而CIS 在RA 患者外周血单个核细胞中表达下调。有报告证实IL-10/JAK/STAT3 信号的免疫调节作用减弱，部分原因是RA 患者IL-6 刺激CD4+T 细胞产生的SOCS1增加［32］，这提示抑制SOCS1表达可能对RA的治疗有效。此外，最近一项研究［1］表明，Socs2缺陷小鼠最初表现出对促炎细胞因子如TNF、IL-12 和IL-17 的抵抗，但在疾病晚期却增加了Th1 和Th17 细胞的生成，说明Socs2通过平衡炎症细胞浸润和损伤发挥免疫作用。因此，SOCS 可调控T 细胞分化为不同的亚群，在RA中发挥抗炎或促炎作用。

2.2 抑制NF-κB通路活性

NF-κB通路参与促炎细胞因子的产生、免疫细胞的转移以及骨吸收，与RA 的病理发展进程密切相关［33］。研究［34-35］显示，Socs可以增强NF-κB/Rel 蛋白的作用，并影响T 细胞启动，调节Th1/Th2、Th17/Treg 比例失衡，从而进一步调节免疫炎症反应。同时，有数据证明SOCS 蛋白通过调节NF-κB 通路和抗凋亡蛋白Bfl-1，减弱TNF 受体超家族-成员6（Fas）诱导的T 细胞向Th1、Th17分化，降低促炎因子的产生，进而发挥免疫调控作用［36］。因此，SOCS1 和SOCS3 是T 细胞存活的调节因子，可通过NF-κB 通路在免疫内环境稳定中发挥重要作用。其中，SOCS1作为第一个被识别的NF-κB E3 连接酶，可介导NF-κB 蛋白家族成员之一的p65 泛素化和降解［37］。Socs1已被证明能结合并抑制Tec酪氨酸激酶，使SH2结构域的蛋白磷酸酪氨酸磷酸酶2（SH2 domaincontaining protein tyrosine phosphatase 2，SHP2） 与IκB 激酶（inhibitor kappa B kinase，IKK）形成复合物，从而调节NF-κB 通路的激活［38］。同时，NF-κB可诱导Socs3的表达，并通过结合Socs启动子和启动基因转录激活NF-κB 通路［39］。研究［40］发现，高表达的Socs3可抑制NF-κB p65 的过度活化，降低炎症细胞因子IL-1β 和TNF-α 的释放，从而发挥抑制炎症的作用。相比之下，RA 患者FLS 中SOCS3缺乏，通过增加IL-6 水平和增强NF-κB 信号转导以响应TNF-α 而促进炎症反应［41］。此外，SOCS2还可通过限制NF-κB 通路和炎症小体信号通路在巨噬细胞中发挥抑制炎症和凋亡的作用［42］。

2.3 抑制MAPK通路

MAPK通路的激活与炎症反应密切相关，是有效治疗RA 的潜在靶点［43］。SOCS3 蛋白表达减少导致MAPK 磷酸化增加，而SOCS3 过表达导致细胞增殖和迁移减少。研究［44］显示，通过调节SOCS1和SOCS3表达可抑制p38-MAPK的表达和活性，有效抑制颗粒细胞中促炎介质的产生。此外，哺乳动物细胞中异常高表达的SOCS3蛋白可以通过抑制NF-κB p65和p38-MAPK炎症相关信号通路的过度活化而抑制炎症 因 子IL-1β 和TNF-α 的 释 放［45］，抑 制 脂 多 糖（lipopolysaccharide，LPS）诱导的巨噬细胞等炎症细胞因子的表达［39］；还可以通过与肿瘤坏死因子受体相 关 因 子 2 （TNF receptor-associated factor 2，TRAF2）相互作用，降低促炎因子的产生［46］。固有免疫在识别微生物以启动促炎信号事件中发挥着重要作用。在表达CD14 的巨噬细胞中发现，Socs1/3和CIS 的负调控减弱可导致p38-MAPK、AKT 过度磷酸化，干扰巨噬细胞在慢性炎症中的耐受性诱导，触发炎症反应［47］。与此相反，高表达的Socs3可抑制MAPK通路中胞外信号调节激酶（extracellular signalregulated kinase，ERK）、p38、c-Jun 氨 基 端 激 酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）等成员的激活，减少树突状细胞、肥大细胞、自然杀伤细胞中IL-6、TNF、IFN-γ 的释放，调节免疫反应［48］。而用重组Socs或表达腺病毒的Socs治疗野生型小鼠可显著抑制CIA 的发展，且Socs3介导的抗原呈递细胞产生的促炎细胞因子水平降低、IL-10 等抗炎因子水平升高［49］。因此，SOCS 可通过MAPK 通路在树突状细胞、肥大细胞、自然杀伤细胞、巨噬细胞引起的免疫炎症反应中发挥生物学效应，调控SOCS 的表达可能对某些自身免疫性疾病的治疗有效。

2.4 抑制TLR信号

TLR 信号的调节是炎症、感染性休克和先天/适应性免疫的关键步骤。SOCS1和SOCS3通过SH2 结构域与IFN 调节因子7（interferon regulatory factor 7，IRF-7）直接相互作用，下调TLR7 介导的Ⅰ型IFN的产生，在RA 等免疫性疾病中具有重要作用［50］。如高表达的Socs1和Socs3可抑制TLR 信号介导IL-10、IL-17 的抗炎作用［51-52］。相反，沉默Socs1或Socs3可导致TLR 信号诱导STAT1 或STAT3 的过度激活，增加IL-21 的表达［53］，在淋巴细胞和树突状细胞的致炎过程中发挥重要的调节作用［54］。因此，SOCS 可通过抑制TLR 信号，参与IL、IFN、TNF 等多种细胞因子的存活、成熟和分化，在免疫功能的调节中发挥重要作用［49］。

3 结语与展望

综上所述，SOCS 是一种负调控因子，它通过阻断STAT 的磷酸化、抑制JAKs 活性，调控多种细胞因子的产生，与体内炎症反应关系密切。SOCS 与RA 的相关性涉及调控IL 的释放、参与T 细胞分化、介导多种细胞信号转导途径，对RA 的发生发展起着重要的调控作用，有可能成为RA 诊断生物标志物和潜在治疗靶点。同时，有研究证实RA 关节炎大鼠滑膜组织中低表达的Socs1、Socs3可激活致炎因子IL-1、IL-2、IFN-γ、TNF-α 的相应受体，加重大鼠关节肿胀、疼痛［16］，表明低表达的SOCS 可引起慢性炎症，故推测SOCS 可能是RA 的一种抗炎中介蛋白。除此之外，研究已经证实小鼠T 细胞缺乏Socs1、RA 患者FLS 中缺乏SOCS3会干扰滑膜细胞分 泌 功 能［25，31］，促 进 炎 症 反 应，提 示SOCS1、SOCS3缺乏可导致关节内膜组织特异性免疫反应异常。然而目前的研究尚存在许多不足之处。第一，现阶段研究证实SOCS 与RA 炎症反应密切相关，但SOCS 与RA 炎症反应在基础机制方面的研究仍处于初步探索阶段，尚需大量动物实验不断验证和补充。在未来RA 的炎症反应研究中，SOCS 与之相关的细胞凋亡、免疫调控、软骨代谢及自噬等可能成为研究热点［1］。第二，SOCS 家族涉及多种分子靶点和信号转导通路，且各化学成分之间相互影响、错综复杂，其与RA 之间的作用过程、作用靶点、分子机制关系尚需进一步验证。第三，SOCS 通过调节JAK/STAT、NF-κB、MAPK 等通路调控RA 炎症反应，需要进一步的基础研究来探究引起该通路或靶点变化的上游机制和发生生理效应的下游机制。第四，目前针对SOCS 治疗RA 的药物研究非常少。因此，需进一步深入开展靶向SOCS 治疗RA 药物的基础和临床研究，为目前相关的临床用药阐明作用机制，为临床提供更精确的靶向治疗方案。

基于此，未来还需进一步开展体内或体外实验，多途径、多角度系统阐述SOCS 与RA 之间的关系，验证SOCS 分子与疾病靶点之间的作用路径，深入揭示SOCS在RA发生发展中的精确机制，为RA的防治提供新视野、新思路。

利益冲突声明/Conflict of Interests

所有作者声明不存在利益冲突。

All authors have declared no relevant conflict of interests.

作者贡献/Authors'Contributions

雷海桃提出文章的创新点，搜集整理文献，并负责撰写；田雪梅进行文章指导、审校，并予以工作及经费支持；金芳全参与文献查询、论文修改及文章框架结构的调整。所有作者均阅读并同意了最终稿件的提交。

LEI Haitao put forward ideas, collected and sorted out the literature,and drafted the manuscript. TIAN Xuemei reviewed and revised the manuscript, provided financial support for the study. JIN Fangquan participated in searching articles, revised and adjusted the framework structure of the manuscript. All the authors have read the last version of paper and consented for submission.

·Received：2022-04-04

·Accepted：2022-06-14

·Published online：2022-07-28