STAT1对脑胶质瘤的影响

　　胶质瘤是中枢神经系统最常见的原发性恶性肿瘤，约占颅内肿瘤的40%~60%。目前，手术切除和术后放化疗仍是恶性胶质瘤的首选治疗方法。但由于其发病机制尚不清楚，且大部分胶质瘤浸润扩散性生长，很难达到完全细胞学切除，复发快，复发率高，生存期短。虽然在具体治疗方法上有了很多改进，但整体疗效并没有明显提高。

　　近年来，随着对胶质瘤分子生物学发病机制的深入了解，国内外越来越多的学者致力于胶质瘤基因治疗的研究。STAT是一种信号转导和转录激活蛋白，是细胞因子/生长因子信号转导中重要的细胞质转录因子。STAT可以通过多种途径调节细胞生长、存活、分化和凋亡。其家族包括7名成员:STAT14、5A、5B和67。许多研究表明STAT1和STAT3与胶质瘤的发生发展密切相关。接下来我们结合近年来国内外相关文献，主要STAT3siRNASTAT1在胶质瘤发生发展中的作用及其潜在的交叉调节机制，共表达质粒STAT3siRNASTAT1可能为胶质瘤的治疗提供新思路。

　　STAT1与胶质瘤的关系。

　　STAT1是STATs家族发现的第一个成员。其编码基因位于1号染色体上，由750个氨基酸残基组成，分子量为91kDa。它由酪氨酸激酶(JAK)和丝裂原活化蛋白激酶介导。MAPK)被激活以磷酸化其C端激活区保守的酪氨酸和丝氨酸残基，形成二聚体，转位到细胞核中，然后调节靶基因。其主要信号通路依赖于干扰素(IFN)信号通路。

　　已经证明STAT1在正常人脑组织中高表达，但在人脑胶质瘤组织中低表达或不表达。一系列实验证明STAT1可以通过促进细胞凋亡、抑制细胞增殖、负调节细胞周期、抑制肿瘤血管生成、减弱肿瘤迁移和侵袭能力等途径抑制胶质瘤。

　　许多研究表明STAT1在恶性肿瘤中具有抑制增殖和促进凋亡的作用。中国学者居等通过瞬时转染获得了高表达STAT1的U87细胞模型。AnnexinV/PI双染色流式细胞术显示，与Mock和pBabe组相比，pSTAT1组U87细胞的早期凋亡率和晚期凋亡率显著增加。PI染色流式细胞术显示，与假手术组和pBabe组相比，pSTAT1组的G0G1细胞比例显著增加，而S细胞比例显著降低。pSTAT1组的亚二倍体峰出现在G0G1之前。以上结果表明STAT1可诱导胶质瘤U87MG细胞凋亡。同时，westernblot显示caspase9和Bax的表达水平上调。抗凋亡蛋白bcl2表达水平明显下调，作者推测其诱导凋亡的机制可能是通过STAT1下调bcl2，上调Bax，增加bax/bcl2比值，从而激活caspases9诱导凋亡。

　　可见STAT1通过诱导细胞凋亡和抑制细胞增殖来抑制胶质瘤的生长。同样，当一些学者在缺氧条件下研究STAT1在胶质瘤进展中的作用时，发现STAT1过表达抑制U251增殖，抑制肿瘤生长，延长异种移植小鼠的整体存活时间。体内实验也证实了STAT1的抗癌作用。

　　还有证据表明STAT1可以通过直接的蛋白质相互作用来调节细胞死亡。STAT1与肿瘤抑制基因p53的相互作用促进p53转录，抑制p53抑制剂E3泛素蛋白连接酶MDM2的表达，从而增强阿霉素和顺铂诱导的细胞凋亡。STAT1通过自噬诱导细胞凋亡。在人肝癌细胞系和原发性肝癌细胞中，STAT1诱导自噬和癌细胞死亡。

　　STAT1可以通过多种途径促进肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞增殖。

　　免疫监控。

　　肿瘤的发生发展与机体的免疫功能密切相关。一方面，肿瘤细胞主要通过免疫抑制和免疫耐受逃避机体的免疫监测，导致肿瘤的发生；另一方面，机体通过免疫反应机制发挥抗肿瘤作用。研究表明，逃避恶性肿瘤细胞的免疫监视通常会破坏IFNγ/STAT1信号通路，使信号通路中的关键基因发生突变或沉默，降低免疫系统对肿瘤的敏感性，从而直接抑制由IFNγ/STAT1信号通路激活的T细胞或自然杀伤细胞(NK)的促凋亡和抗增殖作用。然后，IFNγ/STAT1诱导的肿瘤免疫监视通过以下机制介导，包括诱导肿瘤抗原丢失，上调肿瘤细胞中的程序性死亡配体1(PDL1)，以及向肿瘤部位募集骨髓来源的抑制细胞和肿瘤相关巨噬细胞。

　　一项关于黑色素瘤的研究发现，IFNγ激活STAT1可以诱导肿瘤细胞免疫检查点蛋白PDL1的上调，肿瘤细胞IFNγ信号转导通过与STAT1相关的表观遗传学和转录组学改变增加对免疫检查点阻断的抵抗，使黑色素瘤对放疗和免疫检查点抑制剂产生抗性。

　　另一项研究发现，胶质瘤中pSTAT1和粘病毒抗性蛋白A(MxA)的表达高于正常组织。用小干扰RNA沉默MxA后，观察到PDL1下调，主要组织相容性复合体(MHC)ⅰ类和ⅱ类过度表达，对NK细胞裂解的敏感性增加，表明自分泌干扰素信号有助于胶质瘤细胞逃避免疫监视。

　　抑制血管生成。

　　肿瘤高度依赖新形成的血管提供氧气和营养，新血管的形成是由内皮细胞的增殖和迁移以及血管生成促进因子和血管生成抑制因子的平衡决定的。众所周知，血管内皮生长因子(VEGF)是新生血管形成的关键调节因子，促进血管内皮细胞的增殖和肿瘤细胞的分化、增殖、迁移和氧合，形成纤维网络结构帮助肿瘤细胞迁移。STAT1的抗血管生成作用已在几个实验模型中得到证实。在血管平滑肌细胞实验中，STAT1通过抑制缺氧诱导因子1α(HIF1a)的转录而负调节VEGF的表达，从而抑制血管生成。

　　在体外实验研究中，血管内皮生长因子的表达增加，但在STAT1过表达后，肿瘤细胞死亡，血管生成分子如血管内皮生长因子、碱性FGF(bFGF)、基质金属蛋白酶2(MMP)和MMP9低表达。STAT1抑制在神经胶质瘤细胞中诱导的血管生成分子HIF1a的转录活性。