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1 STAT3的结构及功能
编码STAT3的基因在人类定位于第17号染色体（q21.1～q21.2），其结构与其他的STAT蛋白相似，具有以下几个主要部分:（1）保守的氨基酸末端:与STAT蛋白的四聚体化有关;（2）DNA连接区:具有特异性针对活性IFN-γ回文序列（GAS）元件的序列;（3）SH3结构域:位于第500～600位氨基酸，能与富含Pro的基序（motif）结合;（4）SH2区:参与受体恢复和STAT的二聚体化;（5）C-末端转录激活结构域:在转录激活域内的色氨酸（S727）或接近C端的酪氨酸（Y705）被磷酸化后，STAT3即被激活。
STAT3在最开始被发现时，仅仅是被看作是STAT家族中一个简单的附加成员，在炎症反应时IL-6的释放反应中，发挥作用诱导一套有限的靶基因转录。但是目前已知的研究结果表明，STAT3可以被许多细胞因子、生长因子和其它刺激所激活，比其它STAT蛋白有着更为重要的生理功能。例如STAT3基因缺陷的胚胎在发育的早期（约7.5天左右）就会死亡 ［1］ ，提示它在早期发育过程中有着重要作用。当然这一过程的自然情况、它的生理激活因子、甚至在胚胎或胚胎外组织中的激活位点都还没有确定，而目前已知的STAT3激活因子都不具备这种胚胎期的功能。
STAT3可以在许多信号传递过程系统中被激活发挥作用，例如:在粒细胞生成的过程中，G-CSF受体传递的信号导致STAT3活性显著升高，引起增殖反应 ［2］ ;在表皮细胞内，HGF可以激活STAT3促进小管的生长 ［3］ ;在巨噬细胞内，IL-10需要借助活性STAT3发挥其抗炎特性［4］ 。STAT3也可以使同一类转录因子激活，在不同细胞内引起不同的甚至是看似相反的反应。例如，IL-6的信号可以通过STAT3传递信号刺激B细胞增殖，而在鼠ES细胞中却是使得细胞分化和生长停止 ［5］ ;在肝细胞受IL-6刺激后，一些不同的依赖STAT3基因也要上调，并分泌急性期反应蛋白 ［6］ 。现在推测这有可能是STAT3在不同的细胞内诱导不同的基因组的缘故。
尽管STAT3在非常早期的发育过程中是很重要的，但在成熟组织内切除了STAT3却只会导致轻度表现型改变，尽管对于部分细胞因子的反应受到了损害，但是发育都表现正常。在一些情况下，STAT3的作用可以是诱导一系列重要的靶基因转录，但是在另外一些情况下却是作为阻遏物（例如在胸腺上皮内）或者是无转录功能的信号衔接子（例如在神经元内的Akt活性）。此外，在STAT3表现出转录激活子功能的情况下，根据靶组织的不同，生物解读的结果可以是增殖、存活或者凋亡。因此，尽管现在已经拥有了丰富的资料揭示STAT3在许多条件下的功能，但是仍然还没能完全揭示它的作用。
2 STAT3的激活与肿瘤
STAT3在细胞内起着重要的信号传递作用，负责将细胞外的信号传递到细胞核，通过诱导靶基因转录表达生物刺激的效应作用。细胞因子与细胞表面（或者胞浆内的）受体结合后，受体的gp130亚基形成二聚体，导致与gp130相连的Jak酶发生磷酸化，进而使得STAT3分子C-末端的酪氨酸残基（Y705）发生磷酸化在，通过其SH2区形成二聚体而激活，并转移到细胞核内与靶基因的启动子结合，诱导靶基因的转录。S727的色氨酸残基发生磷酸化也可以导致STAT3的激活。但对于色氨酸激酶是否存在同一性尚有一些争议，很有可能是因为不同的激活信号导致色氨酸被ERK1、ERK2、p38、JNK和一种H-7敏感激酶中的任意一种磷酸化 ［7］ 。绝大多数证据表明磷酸化在STAT3激活转录过程中起着推动作用，然而也有证据表明色氨酸磷酸化具有负面作用，但是其机制还没有明确。
在发现STATs之后不久，就出现了最早的一批关于原发癌灶和肿瘤来源细胞株当中存在的STAT蛋白持续性酪氨酸磷酸化（即持续性活化）的报道。随着在v-Src变形细胞内初步发现组成性磷酸化的STAT3以后 ［8］ ，已经累积了相当多的证据表明活性STAT3在细胞恶变过程中起关键性作用。许多肿瘤来源细胞株都需要STAT蛋白（特别是STAT3）来保持转变后的表现型。成纤维细胞表达激活的STAT3后细胞发生变形，暗示STAT3是一个癌基因。此外，大量的鼠和人类的恶性肿瘤细胞中都表现有活性STAT3，包括许多头颈部癌、乳腺癌、多发性骨髓瘤和其它血液系统恶性肿瘤。在这些情况下，STAT3的激活延长了细胞的生存周期，可能是因为其激活的靶基因就是Bcl-2、Bcl-X等抗凋亡基因。目前，许多STAT3的靶基因已经被确定，包括 编码抗凋亡蛋白的Bcl-xl、Mcl-1和Bcl-2，增殖相关蛋白Cyclin D1和Myc，以及促血管发生因子VEGF ［9］。此外，STAT3与c-Jun合作抑制Fas的表达，可能妨碍了癌细胞凋亡 ［10］ 。此外，还有其他的一些基因受到STAT3的间接调控，这其中的许多基因都可能与肿瘤的发生发展有关。
3 展望
由于肿瘤发生是一个多阶段过程，STAT3蛋白的组成性激活不会单独导致细胞变形，但在适当的条件下，却可能是肿瘤发生的关键分子。STAT3持续性激活所发生的细胞变形并不是细胞的终末表型 ［11］ ，使用优势分布的阴性抑制剂或者反义寡聚核苷酸去除STAT3以后，可以逆转恶性表现型 ［12］ 。Burke等 ［13］ 使用AG490作用与卵巢癌细胞系MDAH2774和CAOV-3，发现STAT3表达活性减低，癌细胞出现凋亡。可以设想今后肿瘤治疗以活性STAT3分子为靶点，通过抑制STAT3分子发挥作用来阻断肿瘤细胞的信号传递途径，促进肿瘤细胞凋亡或者逆转恶性表现型，从而达到治疗肿瘤的目的，为治疗肿瘤开辟新的途径。
参考文献
1 Takeda K，Noguchi K，Shi W，et al. Targeted disruption of the mouse Stat3gene leads to early embryonic lethality. Proc Natl Acad Sci USA，1997，94（8）:3801.
2 McLemore M L，Grewal S，Liu F，et al. STAT-3activation is required for normal G-CSF-dependent proliferation and granulocytic differentiation. Immunity，2001，14（2）:193.
3 Boccaccio C，Ando M，Tamagnone L，et al. Induction of epithelial tubules by growth factor HGF depends on the STAT pathway. Nature，1998，391（6664）:285.
4 Riley J K，Takeda K，Akira S，et al. Interleukin-10 receptor signaling through the JAK-STAT pathway. Requirement for two distinct receptor-derived signals for anti-inflammatory action. J Biol Chem，1999，274（23）:16513.
5 Hirano T，Ishihara K，Hibi M. Roles of STAT3in mediating the cell growth，differentiation and survival signals relayed through the IL-6 family of cytokine receptors. Oncogene，2000，19（21）:2548.
6 Alonzi T，Maritane D，Gorgoni B，et al. Essential Role of STAT3 in the control of the acute-phase response as revealed by inducible gene inactivation in the liver. Mol Cell Biol，2001，21（5）:1621.
7 Decker T，Kovarik P.Serine phosphorylation of STATs. Oncogene，2000，19（21）:2628.
8 Bromberg J F，Horvath C M，Besser D，et al. Stat3activation is required for cellular Transformation by v-src. Mol Cell Biol，1998，18（5）:2553.
9 Bromberg J.Stat proteins and oncogenesis. J Clin Invest，2002，109（9）:1139.
10 Ivanov V N，Bhoumik A，Krasilikov M，et al. Cooperation Between STAT3 and c-jun suppresses Fas transcription. Mol Cell，2001，7（3）:517.
11 Ivashkiv L B.Jak-STAT signaling pathways in cells of the immune system. Rev Immunogenet，2000，2（2）:220.
12 Ning Z Q，Li J，McGuinness M，et al. Stat3A ctivation is required for Asp（816）mutant c-kit induced tumorigenicity. Oncogene，2001，20（33）:4528.
13 Burke WM，Jin X，Lin HJ，et al. Inhibition of constitutively active Stat3 suppresses growth of human ovarian and breast cancer cells. Oncogene，2001，20（55）:7925-7934.
作者单位:400016重庆医科大学附属第一医院普外科