STAT6異常表達參與風濕性疾病的發生發展

李東梅 傅自力 （山西醫科大學第一醫院風濕免疫科，太原 030000）

信號轉導和轉錄激活因子（signal transducer and activator oftranscription ，STAT）蛋白是將胞外的細胞因子和生長因子信號轉導至胞內的一類蛋白家族，具有信號轉導與轉錄激活雙功能［1］。STAT6是STAT 家族中重要的一員，存在于多種細胞，參與細胞表面分子的表達、Th2細胞分化和IgE類型轉換等重要生理過程，在宿主防御和免疫調節方面發揮關鍵作用［2-3］。STAT6 表達異常時可導致免疫失調，參與疾病發生發展［4-5］。風濕性疾病是一組累及骨、關節及周圍軟組織的慢性疾病，大部分病因尚未明確，但多數與自身免疫功能紊亂相關。目前尚無關于STAT6 與風濕性疾病相關的研究綜述，本文就STAT6 異常表達參與風濕性疾病的發生發展進行綜述。

1 STAT6的基本結構及信號通路

STAT6 大約由840 個氨基酸組成，相對分子質量大約為94 kD［3］。在人和小鼠體內已發現6 種STAT6 異構體，分別是STAT6、STAT6a、STAT6b、STAT6c、STAT6（B）（LPS誘導的STAT6同源蛋白）和STAT6 65 kD（肥大細胞中發現的蛋白水解產生的異構體）。STAT6 通常包含6 個結構域，從N 端到C 端依次是氨基末端（NH2）結構域、螺旋卷曲結構域、DNA 結合（DBD）域、接頭（LK）結構域、Src 同源2（SH2）結構域和轉錄激活結構域（TAD）［6-7］。對STAT6 的修飾包括甲基化精氨酸（R）磷酸化酪氨酸（Y）或絲氨酸（S）和N-乙酰氨基葡萄糖修飾（GlcNAc）。其中，STAT6 上重要的磷酸化位點包括Tyr641和Ser756，前者參與STAT6激活和二聚化，后者功能尚不明確，有學者認為參與靶基因轉錄激活。STAT6 磷酸化位點還包括Ser707 和Ser407 等，可發揮抗病毒感染的天然免疫防御功能［8-9］。

經典的STAT6 激活途徑主要為轉導IL-4 和IL-13 兩種細胞因子的信號［7，10］。細胞因子IL-4/13與特定細胞膜表面受體結合引發受體構象改變，招募胞內相關的Janus 激酶（Janus kinase，JAK），活化后的JAKs 可以磷酸化細胞因子受體胞內區域尾部的酪氨酸殘基。磷酸化的酪氨酸殘基與胞內游離的STAT6 通過其SH2 結構域對接，引發Tyr641 位點磷酸化。隨后，磷酸化的STAT6 脫落互相形成同源二聚體進入細胞核，激活基因轉錄［3，7］。細胞因子IL-4/13 受體系統已有研究詳細描述［11］。在STAT6激活途徑中，STAT6的結構域發揮重要作用，NH2結構域促進STAT6 和DNA 結合，激活基因轉錄；螺旋卷曲結構域促進STAT6 與其他蛋白質相互作用；DBD 用于識別特定DNA 序列，介導基因轉錄；LK 結構域參與細胞轉錄；SH2結構域，作為STAT6最重要的一部分，不僅參與STAT6 的招募和磷酸化，還可以協同STAT6 的二聚化和核移位［7，12］。除細胞因子IL-4、IL-13 外，有研究證實IL-3、IL-5、IL-15、胸腺基質淋巴生成素（thymic stromal lymphopoietin，TSLP）、血小板衍生生長因子（platelet-derived growth factor，PDGF）、瘦素及其受體及IFN-α 等細胞因子也可以激活STAT6，發揮相關生物學功能［6，9-11，13］。

2 STAT6與免疫系統

STAT6 主要由細胞因子IL-4 和IL-13 激活，IL-4和IL-13共同作為Th2型細胞因子，在宿主防御和免疫調節中發揮關鍵作用。但是兩者又各有側重，IL-4 作為淋巴細胞功能的調節者，激活STAT6 后參與T 細胞增殖、Treg 細胞（CD4+CD25+Foxp3+調節性T細胞）發育及TH2 細胞（輔助性T 細胞2）分化，同時可調控B 細胞表面分子表達（如MHC Ⅱ、CD80、CD23、IL-4R-α 和CD86 等），參與B 細胞增殖與成熟，介導B 細胞產生IgE 并參與IgE 轉換，促進樹突狀細胞分化成熟，分泌IL-12，調節IFN-γ 產生，促進Th1 型應答，還可以作用于肥大細胞，參與炎癥反應。IL-13 作為效應細胞因子，主要參與蠕蟲排出、平滑肌收縮和杯狀細胞增生產生黏液等。此外，IL-4 和IL-13 激活STAT6 后可以共同作用于巨噬細胞，抑制M1基因，促進M2極化，分泌抗炎因子IL-10和轉化因子-β，發揮抗炎修復作用［4，11，14-15］。

STAT6 也可以被其他細胞因子激活發揮Th2 型免疫應答，如IL-3、IL-15、IFN-α 和血小板衍生生長因子（platelet-derived growth factor BB，PDGF-BB）等。同時，STAT6亦可以被STING（一種位于內質網上的銜接蛋白）激活參與抗病毒感染的先天免疫反應［9］。

3 STAT6與風濕性疾病

3.1 STAT6 與類風濕關節炎 類風濕關節炎（rheumatoid arthritis，RA）是一種慢性的自身免疫性疾病，本質是以關節表現為主的炎性癥狀。對RA患者進行研究發現，隨著疾病發展，關節液中產生IL-13 的Th 細胞增多，釋放入血后激活STAT6 作用于巨噬細胞發揮抗炎作用［16］。但此自發上升的IL-13水平仍不足以抵抗疾病的炎癥反應。因此，Th2 型細胞因子相對不足可能是RA 發展的重要機制。KUULIALA 等［17］在2016 年對19 例新發RA 患者、16 例慢性RA 患者和37 例健康對照者進行全血流式細胞術檢測STAT6 磷酸化水平，研究發現使用DMARDS 藥物后新發患者療效較好，進一步研究新發患者的單核細胞發現IL-4 介導的磷酸化STAT6水平較高，提示IL-4 誘導的單核細胞STAT6 磷酸化水平與使用DMARDS 藥物療效呈正相關，提示STAT6 水平升高可能是RA 的保護因素。這可能為RA患者提供新的診療思路，比如對于細胞內STAT6磷酸化水平較高的患者直接使用DMARDS 藥物，而對于細胞內STAT6 磷酸化水平較低的患者，可考慮聯合使用促進細胞內Th2 型應答（升高Th2 型細胞因子激活STAT6）或抑制Th1 型應答藥物從而提高療效。

3.2 STAT6 與系統性紅斑狼瘡 系統性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE）是一種有多系統損害的自身免疫性疾病，其血清具有以抗核抗體為代表的多種自身抗體。近年來，STAT4 與SLE 的研究較多，普遍認為STAT4 基因變異使得SLE 的易感性增加并表現為更嚴重的類型［18］。但也有部分學者認為Th2型免疫應答與SLE的發病機制相關。IL-4高表達激活自身反應性B細胞，并抑制其凋亡，誘導自身抗體大量產生。實驗發現用抗IL-4 抗體或可溶性IL-4 受體作用于SLE 小鼠模型，小鼠體內自身抗體與腎炎發生均減少，IL-4 作為激活STAT6 的細胞因子，提示IL-4/STAT6 與SLE 發生發展密切相關［15］；另一項研究發現SLE患者體內IL-13水平顯著增高，且與疾病活動（血沉、SLE 活動指數/SLEDAI評分、累及腎臟等臟器）成正相關［16］。IL-4 與IL-13作為Th2 型細胞因子，通過激活STAT6 發揮生理病理作用，共同提示STAT6 高表達促進SLE 的發生發展，STAT6可作為SLE的治療靶點。

3.3 STAT6與干燥綜合征 干燥綜合征（sicca syn‐drome，SS）是一種病因不明、以累及外分泌腺為主的自身免疫性疾病。2015年，JOHAR 等［19］對4例SS患者進行全外顯子組測序，并與38例健康對照組進行基因對比，研究發現4 例SS 患者體內STAT6 高表達，此研究雖然樣本量較小，但證實了SS 發病機制與STAT6 有關。隨后關于STAT6 相關細胞因子IL-4/13 的研究證實原發性干燥綜合征（primary desiccation syndrome，pSS）患者中淚液IL-4水平與血清IL-13 水平顯著高于健康組［16，20］，均提示STAT6 是干燥綜合征發生發展過程中不可缺少的因素，因此STAT6可能是治療SS的潛在靶點。

3.4 STAT6 與系統性硬化癥 系統性硬化癥（sys‐temic sclerosis，SSc）是一種以皮膚和內臟纖維化為特征的自身免疫性疾病。目前主要認為其發病基礎為Th2 型細胞因子較Th1 型細胞因子不成比例地增加，尤其IL-13 作用于成纖維細胞促進膠原蛋白表達，也可以刺激骨膜蛋白，是引起纖維化的主要因子，且這一過程依賴于STAT6 的存在［16］。MORIN等［21］在SSc 小鼠模型體內發現STAT6 高表達后，用來氟米特治療一段時間評估療效，研究發現來氟米特可以通過抑制STAT6 通路抑制皮膚與肺的纖維化，甚至可以逆轉成纖維細胞的過渡增殖。因此證實IL-13/STAT6 參與SSc 的進展，IL-13/STAT6 抑制劑為SSc 的治療提供一個新的方向。在這項研究中，來氟米特作為STAT6 通路抑制劑發揮一定作用，但未見到與其他有STAT6 參與的疾病相關研究報道。

3.5 STAT6與皮肌炎/多肌炎 皮肌炎（dermatomy‐ositis，DM）/多肌炎（polymyositis，PM）是一種主要累及橫紋肌，以淋巴細胞浸潤為主的非化膿性炎癥病變。CONSUELO 等［22］在一項包括11LI 成人DM 和14LI 青少年DM 患者的研究中，發現與STAT6 相關的細胞因子IL-13 在幼年DM 患者肌肉中表達顯著增高。隨后在對25LI DM 患者隨訪中發現使用DMARDs 藥物6 個月后，疾病活動改善，體內STAT6水平增加，提示STAT6 升高與疾病緩解相關。有研究證實處于STAT6 下游的Treg 細胞對于肌肉修復與再生至關重要，共同提示STAT6 參與DM 的改善［23］。因此，幼年DM 患者預后較好可能與其體內IL-13 水平較高相關。但STAT6 對成人DM 的作用尚有爭議，雖然成人DM 經治療后STAT6升高，疾病緩解，但有研究證實STAT6 高表達參與腫瘤發生［24］。這是否與成人DM 易伴發腫瘤預后不良相關仍需要進一步研究，目前尚無關于STAT6 與PM 的相關研究。

3.6 STAT6 與骨關節炎（OA） 骨關節炎（osteoar‐thritis，OA）是一種好發于中老年女性的關節退行性病變，晚期出現組織重塑及關節畸形。近年來有研究證明IL-13 和骨膜蛋白在OA 患者中高表達，隨后將患者根據Kellgren-Lawrence 分型，等級越高關節破壞越嚴重，OA 患者關節液中IL-13 和骨膜蛋白的水平也顯著盛過，證明IL-13 和骨膜蛋白在疾病進展及組織重塑中發揮重要作用［25-26］。但關于IL-13與骨膜蛋白的關系，MOUE 等［27］用不同濃度的IL-13培養骨關節炎滑膜細胞，發現隨著IL-13 濃度的升高可顯著提高培養上清液中骨膜蛋白含量和細胞內STAT6 水平，提出IL-13 激活STAT6 后誘導滑膜細胞產生骨膜蛋白，共同參與疾病進展。因此，在疾病早期抑制IL-13/STAT6 可能成為其潛在治療方向。

3.7 STAT6 與痛風 痛風是一種由嘌呤代謝紊亂或尿酸排泄障礙導致單鈉尿酸鹽（monosodium urate，MSU）沉積于關節的代謝與內分泌相關風濕病，MSU 晶體沉積于組織器官后，激活巨噬細胞M1極化釋放炎癥介質，招募更多炎癥細胞參與急性痛風發作。CHEN 等［28］在2016 年證實Sirt1 經典激動劑白藜蘆醇對急性痛風性關節炎有預防作用，提出Sirt1 對巨噬細胞M1 引發的炎癥反應有抑制作用。此結論在最近一項研究中也被證實，且這項研究提出Sirt1 發揮抗炎作用依賴STAT6 存在，證實STAT6參與急性痛風的緩解作用，為痛風的預防和緩解提供一種新的可能［29］。

4 小結與展望

STAT6 在免疫調節中發揮重要作用，其異常表達參與多種風濕性疾病的發生發展，但對于STAT6表達異常是否參與所有風濕性疾病甚至所有免疫系統疾病，仍需要深入研究。此外在近年一項免疫相關疾病研究中發現IL-24/STAT3 是IL-13/STAT6的下游分子［30］。這一結論是否適用于其他IL-13/STAT6 參與的免疫系統疾病，或者在現已知STAT3參與的疾病發展中是否有STAT6 輔助調控，仍需進一步明確。