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细胞内信号转导走向未来
作者:郑仲承 来源:《生命的化学》 时间:2005-11-20

        最近得知,JAK3与一种叫做与X染色体连锁的重症综合性免疫缺陷(XSCID)病有重要联系。缺乏IL-2、IL-4、IL-7、IL-9和IL-15信号转导通路中绝对必需的、共同的gamma-c 链,导致XSCID发生。这种疾病损害了B细胞的功能,还造成T细胞减少。对一个XSCID家族的研究表明,病因是IL-2和IL-4介导的细胞生物学响应被中断了,而其直接原因则是这两个受体的共同链——IL-2Rgamma-c都突变了。在这个患者家族中,gamma-c的胞浆域中发生一个碱基突变,即Leu271变为Gln271。这个位置正好是在SH同源亚域内部。这个突变严重地降低了JAK3与这条受体链结合的能力,说明这个氨基酸残基的局部结构对受体与JAK3的相互作用是必要的。虽然没有研究此时JAK3的PTK活性,但是,有理由相信,它也一定同时降低了。这也说明,激酶与受体正确的结合与信号转导功能有关。的确,成纤维细胞是不产生JAK3的,它与IL-2R重组时也不能通过IL-2传递信号。只有将JAK3导入这个细胞,才能如此做。这个例子进一步证明IL-2介导的信号转导通路需要JAK3。由于这种突变只使IL-2R与JAK3的结合减少,而不是完全消失,说明受体链上一定还有其他区域参与和JAK3的结合,其结合亲和力可能低于SH2同源域附近的亚域。gamma-c链胞内域的缺失实验可以说明着一点。把它的整个胞内域去处,但是保留近膜的4个氨基酸残基或者保留SH2同源亚域,结果就不能结合JAK3。这说明,SH2同源亚域不是与JAK3结合时唯一必需的元件,在这个受体的C-末端还存在有协同结合的位点。

        近来,发现JAK3的基因本身的突变也会造成SCID。这些突变彼此互不相同,结果产生不同的JAK3。一个女性SCID病人有正常的gamma-c,但是没有JAK3蛋白。检查她的两个jak3等位基因,找到两个不同的天然点突变,每一个都造成mRNA上过早地出现终止密码。第一个点突变的等位基因是在JH4中产生一个单碱基插入,使阅读框架转移和转译过早终止。另一个是在JH2中的无义突变。用IL-4刺激来自这个病人的细胞,却不能激活STAT6。这就偶然地发现在IL-4信号通路中STAT6与JAK3有联系。看来,JAK3只是与IL2-R的gamma-c链结合而已,一定还有任何的其他受体链与JAK3相互作用的。因此,结论是:无论受体链是否缺失,造成XSCID或者SCID的都是由于JAK3功能的某种方式的丢失。

        两个彼此没有联系的T细胞数量减少,B细胞数量正常的SCID病人都有JAK3突变,导致JAK3含量下降。这两个没有联系的病人都有血缘相同的双亲,但是各人有不同的JAK3突变。第一个人的JH7中保守的酪氨酸残基发生一个单一的点突变,即酪氨酸100变为半胱氨酸100;另一个则是JH2域缺失了151个碱基对,产生了过早的终止密码。有趣的是,这些突变都影响了T细胞的发育,却不影响B细胞发育,结果造成NK细胞数量减少。

       分析一些XSCID或者SCID病人,检查他们的gamma-c链或JAK3中的突变,有助于剖析在淋巴细胞发育过程中这些成分的功能。患SCID和JAK3缺失的病人,其B细胞数量正常或有增加;而有gamma-c缺失时,B细胞基本上没有了。说明gamma-c与B 细胞发育有关。但是,JAK3缺失时,T细胞和NK细胞减少,说明JAK3是T细胞发育必需的。 当然,JAK3 PTK和IL-2Rgamma-c在淋巴细胞发育和XSCID与SCID中的确切作用还需要继续阐明。

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