JAK-STAT 信号通路

多种细胞因子与干扰素通过同源或异源受体复合物募集 Janus 激酶(JAK1/2/3、TYK2),诱导受体与 JAK 反式磷酸化;STAT 蛋白被磷酸化后形成二聚体入核,调控抗病毒、炎症、造血与增殖程序。SOCS、蛋白酪氨酸磷酸酶与泛素连接酶构成多层负反馈,决定信号幅度与时程。

1. 相关靶点

JAK 与受体衔接

  • JAK1 / JAK2 / JAK3 / TYK2

    不同细胞因子受体偏好特定 JAK 组合;临床 JAK 抑制剂的选择性与感染风险与亚型相关。

  • STAT1–STAT6

    STAT1/2 主导 I 型干扰素与抗病毒基因;STAT3/5 常见于 IL-6 家族与 γc 细胞因子;STAT4 与 IL-12/23 轴相关。

  • SOCS / PIAS / PTP

    SOCS 既可阻断 STAT 招募也可促进降解;SHP2 等在受体近端去磷酸化调控阈值。

代表性受体模块

  • IFNAR / IFNGR;IL6R–IL6ST(gp130);IL2Rβ/γc;IL12Rβ1/β2
  • GHR、PRLR、EpoR 等造血相关受体亦依赖 JAK2

与其他通路交叉

  • MAPK、PI3K/Akt、mTORC1 常与 STAT3 驱动的存活/代谢基因共调控
  • NF-κB 与 STAT 在炎症基因启动子上协同或拮抗

补充:JAK-STAT 相关靶点(基因符号)

在上方概述基础上,按 JAK 激酶、STAT 转录因子、负反馈调控与细胞因子受体等模块列出 HGNC 符号;请以数据库与文献核对亚型与刺激语境。

JAK 激酶

JAK 家族激酶

不同细胞因子受体偏好特定 JAK 组合。

JAK1, JAK2, JAK3, TYK2

STAT 与下游

STAT 转录因子

STAT1, STAT2, STAT3, STAT4, STAT5A, STAT5B, STAT6

STAT 下游与 ISGF3 组分

IRF9, MX1, OAS1, SOCS1, SOCS3, CISH, PIAS1, PIAS3

负反馈与磷酸酶

负反馈与磷酸酶

PTPN11, PTPN6, PTPN1, PTPRC

细胞因子受体

干扰素受体

IFNAR1, IFNAR2, IFNGR1, IFNGR2

IL-6 家族 / gp130

IL6R, IL6ST, IL11RA, LIFR, OSMR, CNTFR

γc 与 IL-2/12/23 受体

IL2RA, IL2RB, IL2RG, IL7R, IL12RB1, IL12RB2, IL23R, IL21R

造血与生长激素受体

EPOR, GHR, PRLR, TPOR, CSF2RB, CSF3R

2. 推荐实验读出

磷酸化 STAT 位点依配体与克隆差异较大;建议配对总 STAT、核质分离或 IF,并设置细胞因子刺激与 JAK 抑制剂对照。

  • p-STAT3(Tyr705)、p-STAT1(Tyr701)、p-STAT5(Tyr694/699,依亚型)
  • 总 STAT 与核内积累(Lamin B1 分割或 phospho-IF)
  • SOCS3、IRF9、MX1、OAS1 等下游转录读出(IFN vs IL-6 语境)
  • p-JAK2(Tyr1007/1008)与受体共 IP(课题依赖)

3. 细胞因子语境:受体–JAK–STAT 偏倚对照

配体家族(示例)受体/JAK 倾向主要 STAT 读出备注
Type I / II IFNIFNAR / IFNGR;JAK1–TYK2 / JAK1–JAK2STAT1/2;ISGF3(STAT1/2 + IRF9)抗病毒与 MHC-I 加工基因簇;注意 STAT1 持续激活的毒性。
IL-6 家族gp130 二聚化;JAK1–JAK2STAT3(acute-phase、肿瘤微环境常见)与 CRP、SAA 等急性期蛋白联读;可交联 IL-11、LIF。
γc 家族(IL-2/7/15 等)γc + 私有链;JAK1–JAK3STAT5A/B淋巴细胞稳态与免疫治疗相关毒性监测。

4. 临床与疾病语境

  • MPN / JAK2 V617F:骨髓增殖性肿瘤中 JAK2 激活突变驱动 STAT5 程序;诊断与分层需分子病理。
  • 炎症与自身免疫:JAK 抑制剂已用于类风湿关节炎、特应性皮炎、炎症性肠病等;感染与血脂监测为临床要点。
  • 肿瘤微环境:CAF 与髓系细胞分泌 IL-6 家族可维持 STAT3 促存活轴;与检查点治疗响应的关联为研究热点。

JAK-STAT 相关抗体(精选)

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5. 产品线说明与站内检索

一抗与修饰抗体

JAK1/2/3、TYK2、STAT1–6、p-STAT1/3/5、SOCS1/3、IRF9、gp130、IL6R、IFNAR1/2、IFNGR1/2 等;WB、IHC、IF、流式依说明书。

重组细胞因子 / 中和试剂

IFN-α/β、IL-6、IL-2 等用于刺激模型;中和抗体与受体-Fc 融合蛋白视库存与伦理审批。

6. 抑制剂与工具化合物(汇总)

临床 JAK 抑制剂为处方药;科研细胞实验需对照野生型与突变背景、浓度与洗脱设计。

Ruxolitinib

JAK1/2;MPN 与 GVHD 研究常用对照。

Tofacitinib

JAK1/3 偏向;免疫炎症模型。

Baricitinib

JAK1/2;COVID-19 与关节炎研究语境。

Fedratinib

JAK2 选择性较高;耐药与突变对照。

Upadacitinib

选择性 JAK1 抑制剂;炎症性皮肤病与关节炎研究语境。

STAT3-IN-3 / STATTIC

STAT3 二聚/转录界面工具分子(注意脱靶)。

7. 通路示意图

JAK-STAT 经典示意
JAK-STAT 信号通路示意图
通路图说明
  1. 细胞因子诱导受体寡聚化
  2. JAK 交叉磷酸化与 STAT 募集
  3. STAT Tyr 磷酸化与二聚化
  4. 核内基因调控与 SOCS 负反馈

8. 通路生物学简介

JAK-STAT 是细胞因子“快反应”转录主轴之一:数分钟至数小时内即可改变 ISG、急性期蛋白与细胞周期调控因子表达。其过度或持续激活与慢性炎症、肿瘤微环境重塑及自身免疫病理密切相关,亦是小分子药物与生物制剂干预的高频节点。

  • 造血:Epo、Tpo、G-CSF 受体依赖 JAK2
  • 抗病毒:IFN 通过 STAT1/2 与 IRF 级联放大

11. 参考文献

机制与负反馈

  • • Ihle JN. (2001). The Stat family in cytokine signaling. Curr Opin Cell Biol. 13(2):211-7.
  • • Alexander WS, Hilton DJ. (2004). The role of suppressors of cytokine signaling (SOCS) proteins in regulation of the immune response. Annu Rev Immunol. 22:503-29.

靶向与治疗

  • • O'Shea JJ, et al. (2015). The JAK-STAT pathway: twenty years on. Nat Rev Immunol. 15(10):575-86.
  • • Banerjee S, et al. (2017). JAK-STAT signaling as a target for inflammatory and autoimmune diseases: current and future prospects. Drugs. 77(5):521-46.