JAK2属于JAKs(Janus Kinases/Just Another Kinases)激酶家族,基因定位于9号染色体短臂2区4带,由7个同源结构区构成(JH1~JH7)(JAK Honology Domain,JH),其羧基端JH1为激酶结构,具有酪氨酸激酶活性,紧邻的为JH2结构域,对JH1激酶活性具有负性调节作用。正常生理条件下,红细胞生成、分化、成熟受EPO的调控。EPO与红细胞膜上受体(EpoR)相结合,使之发生构象改变,使得胞浆内与EpoR结合的JAK2磷酸化激活,继而活化胞浆内多种信号转导因子,如STAT,MAPK,PI3K等,维持红系祖细胞的存活,并促进其增殖与分化。通过DNA测序或等位基因特异性聚合酶链反应方法,研究发现在65%~97%的真红患者的粒细胞中发现不同程度的JAK2V617F突变。该基因突变位于JAK2基因第1849位,原来的鸟嘌呤(G)被胸腺嘧啶(T)所取代,使得原位于JH2第617位缬氨酸错义编码为苯丙氨酸,其空间构象发生改变,失去对JH1的抑制作用,导致JAK2的激酶活性增强,促进红系发生;这种突变还可以通过抑制细胞死亡受体信号途径,影响红系祖细胞的凋亡过程,使得红系祖细胞获得增殖和抗凋亡的能力,导致红细胞造血失调;JAK2V617F突变可促进细胞由G1期向S期的转换,导致DNA合成增加;当将JAK2V617F突变体转染到JAK2、STAT5缺陷细胞株γ-2A后,在无EPO刺激下能激活STAT介导的转录途径,并能使细胞对各种细胞因子的敏感性提高。因此,由于JAK2V617F突变,促进了细胞由G1期向S期的转化,导致细胞获得较强的增殖能力和抗凋亡能力,红系祖细胞对于细胞因子的敏感性增强以及内源性红细胞集落形成增加,从而导致真性红细胞的发生。
新近的研究表明,JAK2作为具有酪氨酸激酶活性的激酶系统,在骨髓增殖性疾病的发病中具有十分重要的作用。当发生JAK2V617F突变时,JAK2V617F作为一种组成性酪氨酸激酶,激活JAK-STAT信号传导系统,导致骨髓细胞产生异常增殖,特别是当JAK2V617F与促红细胞生成素受体(EPOR)、血小板生成素受体(MPL)或粒细胞集落刺激因子受体(G-CSFR)共表达时,这种激活作用更强。JAK2V617F突变在原发性血小板增多症患者中发生率为23%~72%,平均约为50%左右。通过使用不同的方法可检测到这种突变基因的存在,如常规DNA测序法,焦磷酸测序法,解离曲线分析法,等位基因特异PCR方法以及BasXI限制性酶切分析法等均可得到不同程度的良好结果,其中以定量PCR方法为首选。
近年发现约50%髓纤患者具有JAK2V617F突变,这种突变存在于髓系及其造血祖细胞形成的集落中,而非造血细胞不存在这种突变。将JAK2V617F与MPL或G-CSFR共表达转化细胞后,能导致细胞发生非因子依赖的生长,导致JAK2信号传导途径下游的一个重要效应因子-STAT5的组成性磷酸化。虽然尚不能排除JAK2V617F可能与非同型二聚体类型I的细胞因子受体之间存在相互作用,但仍推测与红细胞(EPOR)、巨核细胞(MPLR)和粒细胞(G-CSFR)分化相关的细胞因子受体分别在PV、ET和IMF患者中JAK2V617F介导的转化作用中起重要作用。用逆转录病毒小鼠骨髓移植方法评估C57BL/6受体小鼠表达的JAK2V617F/野生型JAK2的效应,观察至移植后6个月。表达JAK2V617F的小鼠发展为红细胞增多和血小板增多,峰值在移植后3个月,此后由于进展为骨髓纤维化,细胞数值呈进行性下降。骨髓纤维化的程度不定,骨髓纤维化程度高的小鼠发展为贫血、血小板减少和粒细胞减少,与继发于PV的MF表现一致。尽管在转导的JAK2V617F小鼠中显示出MF(网硬蛋白纤维化)和ET(巨核细胞增生)的某些特点,然而这种方法中JAK2V617F所产生的表型更相似于人类的PV。这种结果提示PV可能由获得性和继发性纯合性JAK2V617F所致,而ET和/或IMF的发生除JAK2V617F外可能还需要其他额外的遗传事件共同作用所致。
JAK2V617F突变在诊断MPD疾病过程中具有非常重要的意义,在PV其阳性率可达85%左右,在MF和ET患者也可达40%~50%左右,目前国际组织已经将其列入MPD的诊断标准之中。
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