細胞因子信號轉導抑制因子與類風濕關節炎的相關性研究進展

類風濕關節炎（rheumatoid arthritis，RA）是以持續性滑膜炎癥為主的一種慢性、對稱性、進行性疾病。炎癥細胞因子在RA 發生發展中起著關鍵作用。當促炎因子的效應高于抑炎因子時，會導致多系統免疫并發癥［1］。如巨噬細胞樣細胞高度活化產生各種促炎細胞因子、趨化因子和生長因子，并誘導B 型細胞產生白介素（interleukin，IL）-6、前列腺素和基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP） 參與關節免疫損傷。成纖維樣滑膜細胞（fibroblast-like synoviocyte，FLS）因為其獨特的侵襲性、產生大量蛋白酶及抑制凋亡導致滑膜組織增生，激發炎癥反應，促進軟骨侵蝕和降解，引起組織損傷及關節破壞。滑膜和關節腔中慢性激活的T細胞是RA 關節炎癥通路的關鍵啟動者和協調者，它以細胞接觸依賴的方式促進巨噬細胞表達IL-1、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）、IL-6和趨化因子，導致調節性T 細胞（regulatory cell，Treg）分化失衡，促進免疫炎癥反應，加劇RA 病理損傷。中性粒細胞是連接FLS 和T 細胞反應的橋梁，炎癥組織中激活的中性粒細胞表達多種促炎細胞因子和趨化因子，這些炎癥因子負向促進中性粒細胞從循環中進一步遷移，從而加劇炎癥和軟骨破壞。

細胞因子信號轉導抑制因子（suppressor of cytokine signaling，SOCS）已被證明可通過調控多種細胞因子參與炎癥反應的抑制。SOCS 是Janus 激酶/信號轉導和轉錄激活因子（Janus kinase/signal transducer and activator of transcription，JAK/STAT）通路的負性調節因子，廣泛參與自身免疫性疾病的病理生理過程，尤其在調節機體炎癥反應中具有重要作用［2］。SOCS 的關鍵作用表現為與JAK 和細胞因子受體結合，抑制STAT 的磷酸化，阻礙JAK 激活或介導細胞因子/生長因子/激素受體的泛素化，以及隨后的蛋白酶體的降解，在抗/促炎反應、細胞生長和細胞死亡等細胞生物學過程中發揮重要作用［3-4］。近年來，大量證據表明，SOCS 通過多種途徑參與炎癥反應，與RA 的發生發展密切相關，有望成為該病診斷和預后的生物標志物［1］。因此，探究SOCS 與RA 的相關性，可進一步深入了解RA 的發病機制，同時也可為RA 的臨床診療提供新的思路。

1 SOCS家族

1.1 SOCS的結構

目前發現SOCS 家族共有8 名成員，包括細胞因子 誘 導 的 SH2 蛋 白 （cytokine inducible SH2 containing protein，CIS） 和SOCS1～7。在 結 構 上，SOCS 家族成員相似，均包括一個長度和序列不同的N 端區域、一個中心Src 同源2 （Srchomology 2 domain，SH2） 結構域和一個特征性SOCS 盒基序［5］。CIS 和SOCS1～3 通 過 一 個 短 的N-末 端 區 域（33～69 個殘基）［6］及其對細胞因子刺激的誘導快慢［3］進一步區分。SOCS4～7 具有更長的N-末端（270～385 個殘基）［6］，并且通常呈組成性表達［5］。SOCS盒基序招募了E3泛素連接酶復合物，該復合物由 延 伸 蛋 白（elongin） B 和C、Rbx2 和cullin5 組成［7］。在相關的SOCS蛋白中，已鑒定出端間結構域內的特殊基序。其中，SOCS1 和SOCS3 具有一個發揮功能所必需的激酶抑制區（kinase inhibitory region，KIR），能夠通過阻斷底物進入結合溝抑制JAKs 活性［8］；SOCS3 和CIS 在SH2 結構域和SOCS盒之間包含一個PEST 基序［9］，而SOCS4 和SOCS5具有一個獨特的端間保守區，其確切功能尚不明確［6］。

1.2 SOCS的功能

目前認為SOCS 通過以下負反饋途徑發揮功能。①SOCS通過SH2結構域與受體復合物中的磷酸化殘基物理性阻斷STATs 與受體結合。②SOCS 通過與JAKs 或細胞因子受體結合，抑制JAKs 活性。③SOCS 通過KIP 與延伸蛋白B/C 復合體相互作用，降解與其結合的信號蛋白。SOCS 通過以上3 種負反饋途徑參與多種信號通路的轉導，從而調控細胞因子釋放，維持免疫穩態。

SOCS 蛋白影響免疫系統發育和功能的多個方面。基因的靶向研究已表明SOCS1～3 參與免疫相關信號的調節，可以對抗IL-4/STAT6、IL-6/STAT3、IL-12/STAT4、生長激素（growth hormone，GH）/STAT5、γ干擾素（interferon-γ，IFN-γ）/STAT1的效應，尤其是維持輔助性T細胞（helper T cell，Th）分化和髓樣細胞的發育和功能［10］。CIS 在免疫細胞發育和功能的調節中起著重要作用，如外源性表達CIS的小鼠在CD4+T 細胞中既可降低IL-2 介導的STAT5磷酸化，也可通過增加蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）增強T 細胞受體（T cell receptor，TCR）的信號轉導［11］。相反，CIS 似乎在CD8+T 細胞中負性調節TCR 下游的磷脂酶C（phospholipase C，PLC）以抑制T細胞活化［12］。SOCS的其他成員在免疫細胞發育中的具體作用尚未確定，有待于更多的研究深入探討其具體作用機制和功能。

2 SOCS在RA中的作用

近年來，大量證據表明，SOCS 的激活可通過多種特異性信號轉導途徑影響細胞功能，包括JAK/STAT 通 路、核 轉 錄 因 子κB （nuclear transcription factor κB，NF-κB） 通路、絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase， MAPK） 通 路、Toll 樣受體（Toll-like receptor，TLR）通路等，參與RA的炎癥反應過程。

2.1 抑制JAK/STAT通路活性

研究［13］表明，JAK/STAT 通路激活會誘導免疫細胞活性，導致RA 滑膜持續增生，表現為進行性炎癥和軟骨侵蝕。JAK/STAT 通路的激活可誘導SOCS 蛋白表達，但誘導表達的SOCS 蛋白反過來又可阻斷信號轉導［14］。STATs 是RA 發病過程中一個關鍵性致病因子，可抑制成纖維細胞的凋亡；而SOCS 蛋白可直接拮抗活化的STAT 蛋白，阻斷JAK2/STAT3 信號介導的膽堿能炎癥通路，減弱膠原誘導性關節炎癥（collagen induced arthritis，CIA）并抑制滑膜炎［15］。此外，上調RA 大鼠關節滑膜組織Socs1、Socs3表達水平，可通過抑制JAK/STST 通路活性，減弱Th1 及Th17 的分化，降低IFN-γ 及IL-17A、IL-17F 等細胞因子的表達，從而發揮抗炎效應及良性調整滑膜細胞分泌功能的作用［16-17］。因此，SOCS 通過抑制JAK/STAT 通路，調控炎癥因子表達，在免疫失衡、炎癥反應、滑膜細胞增殖中發揮了重要作用。

2.1.1 調控炎癥因子的表達 SOCS 家族已被證實在RA 中廣泛調控IL-6、IL-10、IFN-γ 和粒細胞集落刺激 因 子 （granulocyte colony-stimulating factor，G-CSF）等細胞因子的表達［18］。在病程較長的RA 患者中，SOCS1和SOCS3水平升高可抑制細胞因子信號轉導，并可減弱促炎細胞因子如IL-6、IL-12、IL-15、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子（granulocytemacrophage colony-stimulating factor，GM-CSF） 和IFN-γ 的致炎效應。另一方面，SOCS 蛋白的高表達也能抑制抗炎細胞因子的作用，從而影響RA 免疫調節和保護機制［19］。

IL 是免疫炎癥反應中重要的細胞因子之一，已知內源性負調節因子SOCS是IL激活的關鍵作用靶點之一。在免疫細胞中，STAT3通過調節其上游因子如IL-6、SOCS3 和IL-6R 等，誘導基因參與細胞周期的調節和增殖［20］；而在非免疫細胞中，SOCS3通過抑制STAT3 緩解RA 患者IL-6 水平升高所引起的炎癥反應［21］。SOCS1 蛋白通過與JAK2 等細胞因子受體結合，抑制信號轉導，調節免疫應答，是炎癥的關鍵生理調節因子［22］。如當Socs1的表達上調時，激活JAK2/STAT3 通路，可以釋放大量的IL-10、IL-4 等抗炎細胞因子，從而抑制炎癥反應［23］。在STAT1-/-小鼠模型中，由于Socs1不能與IL-10 受體結合，導致小鼠免疫應答亢進，引起各種炎癥疾病［24］。與此一致的是，當誘導RA 小鼠巨噬細胞中Socs3結合位點發生條件敲除或突變時，炎癥細胞因子的產生驟增，這表明Socs3表達減弱時可通過STAT3 磷酸化顯著誘發IL-6 誘導的炎癥反應［25］。相反，上調滑膜Stat1、Socs表達，可降低血清IL-1、IL-2 水平，達到抗RA模型大鼠局部炎癥、減輕關節腫脹的作用［26］。同時，研究發現SOCS1-KIR 結構域模擬物-酪氨酸激酶抑制劑肽通過抑制JAK2、IFN-γ 受體α（IFN-γ receptor α，IFN-γRα）和STAT1 的磷酸化，抑制了小鼠巨噬細胞RAW264.7 中IFN-γ 的激活［27］，減輕局部反應。因此，上調SOCS1和SOCS3的表達可調控炎癥因子的釋放，抑制炎癥反應，提示SOCS 蛋白可能是其抗炎作用的中介蛋白。

2.1.2 參與T 淋巴細胞亞群的分化 T 細胞在自身免疫性疾病和機體防御反應中具有重要意義。既往研究認為Th1 和Th2 的分化分別受STAT1/4 和STAT6 的調控，其分泌的IFN-γ 和IL-4 分別具有促炎和抑炎作用。隨著T 細胞亞群的研究進展，發現致病的Th17細胞能夠通過IL-23R、GM-CSF 和抗炎細胞因子IL-10 信號，表達T-bet并產生IFN-γ、TNF 和IL-2，在多種免疫性疾病如RA 中具有高致病性［28］。SOCS家族在T細胞的分化增殖中也起著重要作用。研究［9］發現，SOCS1 和SOCS3 是STAT1 和STAT3 活化的抑制劑，兩者可通過SOCS 盒及KIR 等結構域，阻斷JAK，使Th1 及Th17 細胞在周圍的生存降低，從而減少炎癥因子的分泌。

此外，Th1 和Th17 的平衡也受SCOS 與STAT 的動態調控。當STAT1 誘導的SOCS3 表達占優勢時，可抑制STAT3 的活性，促進Th1 的分化而抑制Th17分化。相反，當SOCS1高表達時可抑制IFN-γ，促進Th17 的分化［17］。因此，JAK/STAT 通路活化引起的炎癥反應與SOCS 控制Th1 和Th17 分化有關［29］。已經證實，Treg 中的Socs1表達較高時，誘導大量的細胞因子如IL-2、IL-6、IFN-γ 表達，加重炎癥反應；當抑制Socs1表達時，Treg 可通過激活JAK/STAT 通路，分化為Th1 和Th17［30］。因此，SOCS1 被稱作是機體免疫炎癥應激的保護因子，在整個Treg 的分化及功能中充當監控者的作用。同樣，研究發現SOCS3也是Th1和Th2極化的調節因子，可以通過抑制IL-12 誘導STAT4 激活，在RA 中發揮免疫調節作用。YAMANA 等［31］研究發現，在RA 患者中SOCS1和SOCS3分別在循環T 細胞和巨噬細胞中表達上調，而CIS 在RA 患者外周血單個核細胞中表達下調。有報告證實IL-10/JAK/STAT3 信號的免疫調節作用減弱，部分原因是RA 患者IL-6 刺激CD4+T 細胞產生的SOCS1增加［32］，這提示抑制SOCS1表達可能對RA的治療有效。此外，最近一項研究［1］表明，Socs2缺陷小鼠最初表現出對促炎細胞因子如TNF、IL-12 和IL-17 的抵抗，但在疾病晚期卻增加了Th1 和Th17 細胞的生成，說明Socs2通過平衡炎癥細胞浸潤和損傷發揮免疫作用。因此，SOCS 可調控T 細胞分化為不同的亞群，在RA中發揮抗炎或促炎作用。

2.2 抑制NF-κB通路活性

NF-κB通路參與促炎細胞因子的產生、免疫細胞的轉移以及骨吸收，與RA 的病理發展進程密切相關［33］。研究［34-35］顯示，Socs可以增強NF-κB/Rel 蛋白的作用，并影響T 細胞啟動，調節Th1/Th2、Th17/Treg 比例失衡，從而進一步調節免疫炎癥反應。同時，有數據證明SOCS 蛋白通過調節NF-κB 通路和抗凋亡蛋白Bfl-1，減弱TNF 受體超家族-成員6（Fas）誘導的T 細胞向Th1、Th17分化，降低促炎因子的產生，進而發揮免疫調控作用［36］。因此，SOCS1 和SOCS3 是T 細胞存活的調節因子，可通過NF-κB 通路在免疫內環境穩定中發揮重要作用。其中，SOCS1作為第一個被識別的NF-κB E3 連接酶，可介導NF-κB 蛋白家族成員之一的p65 泛素化和降解［37］。Socs1已被證明能結合并抑制Tec酪氨酸激酶，使SH2結構域的蛋白磷酸酪氨酸磷酸酶2（SH2 domaincontaining protein tyrosine phosphatase 2，SHP2） 與IκB 激酶（inhibitor kappa B kinase，IKK）形成復合物，從而調節NF-κB 通路的激活［38］。同時，NF-κB可誘導Socs3的表達，并通過結合Socs啟動子和啟動基因轉錄激活NF-κB 通路［39］。研究［40］發現，高表達的Socs3可抑制NF-κB p65 的過度活化，降低炎癥細胞因子IL-1β 和TNF-α 的釋放，從而發揮抑制炎癥的作用。相比之下，RA 患者FLS 中SOCS3缺乏，通過增加IL-6 水平和增強NF-κB 信號轉導以響應TNF-α 而促進炎癥反應［41］。此外，SOCS2還可通過限制NF-κB 通路和炎癥小體信號通路在巨噬細胞中發揮抑制炎癥和凋亡的作用［42］。

2.3 抑制MAPK通路

MAPK通路的激活與炎癥反應密切相關，是有效治療RA 的潛在靶點［43］。SOCS3 蛋白表達減少導致MAPK 磷酸化增加，而SOCS3 過表達導致細胞增殖和遷移減少。研究［44］顯示，通過調節SOCS1和SOCS3表達可抑制p38-MAPK的表達和活性，有效抑制顆粒細胞中促炎介質的產生。此外，哺乳動物細胞中異常高表達的SOCS3蛋白可以通過抑制NF-κB p65和p38-MAPK炎癥相關信號通路的過度活化而抑制炎癥 因 子IL-1β 和TNF-α 的 釋 放［45］，抑 制 脂 多 糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導的巨噬細胞等炎癥細胞因子的表達［39］；還可以通過與腫瘤壞死因子受體相 關 因 子 2 （TNF receptor-associated factor 2，TRAF2）相互作用，降低促炎因子的產生［46］。固有免疫在識別微生物以啟動促炎信號事件中發揮著重要作用。在表達CD14 的巨噬細胞中發現，Socs1/3和CIS 的負調控減弱可導致p38-MAPK、AKT 過度磷酸化，干擾巨噬細胞在慢性炎癥中的耐受性誘導，觸發炎癥反應［47］。與此相反，高表達的Socs3可抑制MAPK通路中胞外信號調節激酶（extracellular signalregulated kinase，ERK）、p38、c-Jun 氨 基 端 激 酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）等成員的激活，減少樹突狀細胞、肥大細胞、自然殺傷細胞中IL-6、TNF、IFN-γ 的釋放，調節免疫反應［48］。而用重組Socs或表達腺病毒的Socs治療野生型小鼠可顯著抑制CIA 的發展，且Socs3介導的抗原呈遞細胞產生的促炎細胞因子水平降低、IL-10 等抗炎因子水平升高［49］。因此，SOCS 可通過MAPK 通路在樹突狀細胞、肥大細胞、自然殺傷細胞、巨噬細胞引起的免疫炎癥反應中發揮生物學效應，調控SOCS 的表達可能對某些自身免疫性疾病的治療有效。

2.4 抑制TLR信號

TLR 信號的調節是炎癥、感染性休克和先天/適應性免疫的關鍵步驟。SOCS1和SOCS3通過SH2 結構域與IFN 調節因子7（interferon regulatory factor 7，IRF-7）直接相互作用，下調TLR7 介導的Ⅰ型IFN的產生，在RA 等免疫性疾病中具有重要作用［50］。如高表達的Socs1和Socs3可抑制TLR 信號介導IL-10、IL-17 的抗炎作用［51-52］。相反，沉默Socs1或Socs3可導致TLR 信號誘導STAT1 或STAT3 的過度激活，增加IL-21 的表達［53］，在淋巴細胞和樹突狀細胞的致炎過程中發揮重要的調節作用［54］。因此，SOCS 可通過抑制TLR 信號，參與IL、IFN、TNF 等多種細胞因子的存活、成熟和分化，在免疫功能的調節中發揮重要作用［49］。

3 結語與展望

綜上所述，SOCS 是一種負調控因子，它通過阻斷STAT 的磷酸化、抑制JAKs 活性，調控多種細胞因子的產生，與體內炎癥反應關系密切。SOCS 與RA 的相關性涉及調控IL 的釋放、參與T 細胞分化、介導多種細胞信號轉導途徑，對RA 的發生發展起著重要的調控作用，有可能成為RA 診斷生物標志物和潛在治療靶點。同時，有研究證實RA 關節炎大鼠滑膜組織中低表達的Socs1、Socs3可激活致炎因子IL-1、IL-2、IFN-γ、TNF-α 的相應受體，加重大鼠關節腫脹、疼痛［16］，表明低表達的SOCS 可引起慢性炎癥，故推測SOCS 可能是RA 的一種抗炎中介蛋白。除此之外，研究已經證實小鼠T 細胞缺乏Socs1、RA 患者FLS 中缺乏SOCS3會干擾滑膜細胞分 泌 功 能［25，31］，促 進 炎 癥 反 應，提 示SOCS1、SOCS3缺乏可導致關節內膜組織特異性免疫反應異常。然而目前的研究尚存在許多不足之處。第一，現階段研究證實SOCS 與RA 炎癥反應密切相關，但SOCS 與RA 炎癥反應在基礎機制方面的研究仍處于初步探索階段，尚需大量動物實驗不斷驗證和補充。在未來RA 的炎癥反應研究中，SOCS 與之相關的細胞凋亡、免疫調控、軟骨代謝及自噬等可能成為研究熱點［1］。第二，SOCS 家族涉及多種分子靶點和信號轉導通路，且各化學成分之間相互影響、錯綜復雜，其與RA 之間的作用過程、作用靶點、分子機制關系尚需進一步驗證。第三，SOCS 通過調節JAK/STAT、NF-κB、MAPK 等通路調控RA 炎癥反應，需要進一步的基礎研究來探究引起該通路或靶點變化的上游機制和發生生理效應的下游機制。第四，目前針對SOCS 治療RA 的藥物研究非常少。因此，需進一步深入開展靶向SOCS 治療RA 藥物的基礎和臨床研究，為目前相關的臨床用藥闡明作用機制，為臨床提供更精確的靶向治療方案。

基于此，未來還需進一步開展體內或體外實驗，多途徑、多角度系統闡述SOCS 與RA 之間的關系，驗證SOCS 分子與疾病靶點之間的作用路徑，深入揭示SOCS在RA發生發展中的精確機制，為RA的防治提供新視野、新思路。

利益沖突聲明/Conflict of Interests

所有作者聲明不存在利益沖突。

All authors have declared no relevant conflict of interests.

作者貢獻/Authors'Contributions

雷海桃提出文章的創新點，搜集整理文獻，并負責撰寫；田雪梅進行文章指導、審校，并予以工作及經費支持；金芳全參與文獻查詢、論文修改及文章框架結構的調整。所有作者均閱讀并同意了最終稿件的提交。

LEI Haitao put forward ideas, collected and sorted out the literature,and drafted the manuscript. TIAN Xuemei reviewed and revised the manuscript, provided financial support for the study. JIN Fangquan participated in searching articles, revised and adjusted the framework structure of the manuscript. All the authors have read the last version of paper and consented for submission.

·Received：2022-04-04

·Accepted：2022-06-14

·Published online：2022-07-28