Unser Körper besteht aus unzähligen Zellen. Woher wissen Zellen, wann sie wachsen und wann sie Viren bekämpfen müssen? Voraussetzung hierfür sind präzise „Signalübertragungssysteme“. JAK/STAT ist einer der wichtigsten Wege unter ihnen.
Anhand der handgezeichneten Notizen, die Sie uns zur Verfügung gestellt haben, können wir uns diesen Prozess als einen Staffellauf vorstellen:
Wenn extrazelluläre Signalmoleküle wie Interleukine (z. B. IL-6) die Zellmembran erreichen, binden sie an Rezeptoren auf der Membran und aktivieren diese. Sobald der Rezeptor aktiviert ist, weckt er die nahegelegenen JAK-Kinasen.JAK fügt dann dem nachgeschalteten STAT-Protein eine „Phosphatgruppe“ hinzu, was dem Anbringen eines Aktivierungs-Tags daran gleichkommt. Die aktivierten STAT-Proteine paaren sich, gelangen direkt zum Zellkern, binden an ISRE/GAS-Sequenzen in der DNA und steuern die Gentranskription.
Dieser Weg hat leistungsstarke Funktionen.Die Notizen zeigen deutlich, dass es nicht nur die Zellproliferation, -differenzierung und -apoptose reguliert (z. B. durch Hemmung der Apoptose durch Mcl-1), sondern auch maßgeblich an Immunreaktionen und der Erneuerung von Stammzellen beteiligt ist.Zusätzlich zur Kern-JAK/STAT-Hauptlinie überschneidet es sich auch mit anderen Signalen, wie etwa der Aktivierung des Ras/MAPK-Signalwegs durch SHP2 (Regulierung der Proliferation) oder des PI3K/Akt-Signalwegs (Förderung des Überlebens).
Um zu verhindern, dass das Signal außer Kontrolle gerät, verfügen Zellen außerdem über eine Reihe von „Bremsmechanismen“.Wie in den Anmerkungen gezeigt, können SHP-1, SOCS und PIAS eine übermäßige Aktivierung durch negatives Feedback unterdrücken.
Sobald diese „Bremse“ versagt, bleibt der JAK/STAT-Signalweg dauerhaft überaktiv, was zu einer unbegrenzten Zellproliferation führt.Dies ist auch die Ursache vieler Tumoren und Immunerkrankungen. Gegenwärtig sind Inhibitoren, die auf diesen Signalweg abzielen, zu wichtigen Angriffspunkten für Medikamente bei der Behandlung von Krebs und Autoimmunerkrankungen geworden.