STAT

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STAT(Signal Transducers and Activators of Transcription)是一类兼具“信号转导”与“转录激活”双重功能的蛋白质家族,由 7 个成员(STAT1-4, 5A, 5B, 6)组成。作为 **JAK-STAT 通路** 的核心执行分子,STAT 蛋白能迅速响应细胞膜表面的多种细胞因子刺激,通过磷酸化、二聚化并易位至细胞核内,精确调控天然免疫获得性免疫、细胞存活及器官发育相关的基因表达。

STAT · 信号转导家族
Signal Transducers (点击展开详细数据)
STAT 蛋白家族保守域结构示意
成员数量 7 个 (人)
核心结构域 SH2 结构域, DNA 结合域
临床调节靶点 M1/M2 极化, CRS 管理

分子结构与保守逻辑

STAT 家族的所有成员都共享一套精密的分子“积木”,确保其能在秒级时间内完成信号处理:

  • N-末端域: 负责二聚体间的稳定交互及核输入过程。
  • DNA 结合域 (DBD): 识别基因启动子区域的特定回文序列(如 GAS 或 ISRE)。
  • SH2 结构域 家族中最保守的部分,负责识别受体上的磷酸化酪氨酸,并参与 STAT 单体间的二聚化。
  • C-末端转录激活域 (TAD): 结合各种辅助转录因子,调节基因转录的强度。

家族成员的免疫分工

STAT 家族成员通过对不同细胞因子的特异性响应,主导了免疫系统的不同分支:

成员 核心配体 主要免疫功能
STAT1 IFN-γ, IFN-$\alpha$ 抗病毒、**M1 型极化**、促炎。
STAT3 IL-6, IL-10 急性期反应、抑炎、细胞生存。
STAT5 IL-2, IL-15 T 细胞发育、稳态、存活。
STAT6 IL-4, IL-13 Th2 分化、**M2 型极化**。

在细胞治疗与临床病理中的核心价值

对于致力于CAR-T或肿瘤免疫研究的科学家,STAT 家族是解析复杂表型的金钥匙:

  • CRS 与 STAT3: IL-6 爆发通过 STAT3 诱导严重的全身炎症反应,其激活水平直接决定了 CRS 的临床级别。
  • 肿瘤微环境极化平衡: 肿瘤通过诱导 STAT3/STAT6 的激活(M2 样)来抑制 STAT1 的抗肿瘤活性(M1 样),实现免疫逃逸
  • 干细胞干性维持: STAT5 和 STAT3 的协同作用是确保干细胞CAR-T 细胞在体外扩增过程中保持未耗竭状态的关键。

[1] Darnell JE Jr. "STATs and gene regulation." Science. 1997. (点评:系统生物学视角的奠基之作,定义了 STAT 家族作为直接连接膜受体与基因组的转录因子逻辑。)

[2] O'Shea JJ, et al. "JAKs and STATs in immunity, immunodeficiency, and cancer." NEJM. 2013. (点评:临床医学与分子病理学的权威综述,详述了 STAT 家族缺陷或亢进导致的多种免疫疾病。)

[3] Stark GR, Darnell JE Jr. "The JAK-STAT pathway at twenty." Immunity. 2012. (点评:回顾了该通路发现二十年来的重要进展,揭示了 STAT 家族成员间复杂的交叉调控网络。)

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