JAK 激酶

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JAK 激酶(Janus Kinases)是一类胞内非受体型酪氨酸激酶家族,因具有两个对称的激酶结构域而得名于罗马“双面神”Janus。JAK 家族包含四个成员:JAK1、JAK2、JAK3TYK2。它们是介导细胞因子受体信号转导的核心枢纽,通过启动 JAK-STAT 通路,将胞外的生化信号(如干扰素、白介素、促红细胞生成素)转化为核内的基因转录指令。在血液肿瘤学中,JAK 的获得性突变是驱动 骨髓增殖性肿瘤 的核心因素;而在细胞治疗前沿,针对 JAK 的精准调控是截断 细胞因子风暴 (CRS) 与逆转免疫抑制的关键。

JAK 家族 · 信号中枢
Janus Kinase Family Profile (点击展开)
“双面神”激酶构象模型
家族成员 JAK1, JAK2, JAK3, TYK2
核心结构域 JH1 (活性), JH2 (假激酶)
锚定模块 FERM 结构域
主要临床药物 鲁索替尼, 托法替尼

结构解析:JH1 与 JH2 的分子博弈

JAK 激酶的独特性在于其 C-端的串联激酶结构域(Janus Homology domains),这种架构实现了细胞信号的“二进制”精准控制:

  • JH1 结构域 (真激酶): 位于最末端,具有完整的催化活性。负责对受体胞内段及下游 STAT 蛋白 进行酪氨酸磷酸化。
  • JH2 结构域 (假激酶): 紧邻 JH1,虽具备激酶折叠结构但催化活性极低。它的核心职能是作为 JH1 的“制动器”。在静息状态下,JH2 物理性压制 JH1,防止非特异性信号自发激活。
  • FERM 与 SH2-like 结构域: 位于 N-端,负责将 JAK 激酶精准锚定在特定的细胞因子受体(如 gp130共用 gamma 链)上。

传导机制:从受体偶联到反式磷酸化

JAK 激酶的活化遵循严谨的生化接力模型:

传导阶段 关键分子事件 生物学效应
受体聚拢 配体结合诱导受体二聚化或多聚化。 使并排锚定的 JAK 分子相互靠近。
反式磷酸化 邻近的 JAK 相互磷酸化对方的活化环。 解除 JH2 抑制,激活 JH1 催化活性。
靶点招募 JAK 磷酸化受体胞内段形成“对接位点”。 招募含 SH2 结构域 的 STAT 蛋白。

临床视角:JAK2 V617F 与 MPN 景观

在转化医学研究中,JAK 激酶的突变是血液系统失调的“震中”:

  • 获得性功能突变: JAK2 V617F 突变发生在 JH2 调节域。该突变破坏了 JH2 对 JH1 的物理制动,导致激酶在没有细胞因子的情况下依然持续活化,引发真红及骨纤。
  • 免疫缺陷: JAK3 基因缺失会导致严重的联合免疫缺陷病(SCID),因为 JAK3 专一性介导淋巴细胞发育所需的信号。
  • CRS 与炎症爆发: 在 **CAR-T** 治疗过程中,巨噬细胞释放的大量 IL-6 通过 JAK1/2 持续放大信号,引发致命的细胞因子释放综合征。

治疗前沿:从广谱阻断到亚型特异性

针对 JAK 激酶的药物开发(Jakinibs)正经历从 1.0 到 3.0 的跨越:

  • 第一代抑制剂:鲁索替尼(Jakafi),作为 JAK1/2 双抑制剂,是目前 MF 的标准方案,也广泛用于 GvHD 的救治。
  • 第二代选择性抑制剂:阿布昔替尼(JAK1 选择性)或 利特昔替尼(JAK3 选择性),旨在通过提高靶点纯度减少血液学毒性(如减少对 JAK2 造血轴的干扰)。
  • PROTAC 与别构抑制: 针对 JH2 域的别构抑制剂(如 Deucravacitinib)正在改写自身免疫病的治疗逻辑,通过锁定自抑制构象而非竞争 ATP 位点,实现了前所未有的特异性。
       学术参考文献与权威点评
       

[1] Darnell JE, et al. (1994). Jak-STAT pathways and transcriptional activation. Science.
[学术点评]:该研究正式建立了 JAK-STAT 这一直接“膜-核”通讯体系,是现代分子免疫学的基石性发现。

[2] Vainchenker W, et al. (2005). A unique clonal JAK2 mutation in myeloproliferative disorders. Lancet/Nature.
[学术点评]:解析了 JAK2 V617F 突变与 MPN 的直接因果关系,彻底改变了血液肿瘤的分子分类与临床诊断。

[3] O'Shea JJ, et al. (2013). Janus kinases in immune cell signaling and drug development. Nature Reviews Immunology.
[学术点评]:系统论证了 JAK 家族作为药物靶点的合理性,并预测了从广谱到高选择性抑制剂的发展趋势。