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【目的】 基于进化发育学，通过构建脊椎动物JAK（Janus Kinase）基因家族、STAT （Signal transducers and activators of transcription）基因家族SH2结构域与b ind结构域的系统发育树及检测正选择位点，并结合虚拟定点突变和数据挖掘筛选鉴定与肿瘤发生发展密切相关的潜在重要氨基酸位点，为靶向JAK、STAT的分子药物设计与优化提供新的参考信息。 【方法】 1. 在 NCBI数据库中下载脊椎动物JAK、STAT基因家族的序列，去除未知的、预测的、不完整的序列，将符合条件的蛋白质、C DS 序列进行分类和整理,并筛选出JAK、具有SH2结构域和bind结构域的STAT的氨基酸和编码的C DS序列。 2. 运用在线的MUSCLE程序比对JAK、STAT的SH2结构域和b ind结构域的蛋白质序列，然后参考氨基酸的顺序给C DS序列进行排序。 3.将比对好的蛋白质和CDS序列导入PAL2NAL程序，获得密码子对位排列序列，然后运行 PAUP 软件计算不同核苷酸替代模型下的似然值，并通过Modeltest3.7软件筛选最适合模型的AIC(Akaike Information Criterion)值。然后运用MrBayes软件构建系统发育树。 4. 运用PAML软件分别计算基于枝模型，位点模型，枝位点模型的JAK、STAT基因的 SH2 结构域和 bind 结构域在进化过程中所受到的选择压力，得出JAK、SH2结构域和bind结构域可能存在的正选择位点。 5. 运用STRING服务器对JAK/STAT基因进行GO分析。 6. 用Discovery Studio软件预测JAK、STAT基因的正选择位点的定点突变，揭示正选择位点可能的作用方式。 7. 利用cBioPortal网站查找与正选择位点重合的癌症突变位点，并对发生突变的癌症病人进行生存分析。 【结果】 1. 系统进化分析发现脊椎动物中4个JAK家族成员可能来自于三次基因复制事件，不同的成员根据其同源性及功能特性在系统进化树上归于不同的基因簇。为了阐明脊椎动物 JAKs 在生物进化过程中受到的选择压力，在位点模型中检测出4 个正选择位点，其中正选择位点 312Y、330N 和 333S落在FERM结构域， 616K位点位于JH2结构域，这些位点可能通过F ERM和JH2结构域调节癌症的发生发展。检测到的正选择位点330N、333S、616K位点与已报道的癌症单核苷酸多态性位点重合。生存分析结果显示，发生K611T突变的子宫内膜癌患者的生存率为58%。 2. 系统进化分析发现不同脊椎动物STAT家族成员的SH2结构域可能来自两次主要的基因复制事件，七个家族成员根据其同源性和功能特性在系统发育树上归于两大基因簇，分别是：STAT1、STAT2、STAT3、STAT4基因簇和STAT5 A、STAT5B、STAT6基因簇。选择压力结果显示，在枝-位点模型中检测出 13个正选择位点：596A、697A、698D、635G、584Y、585I、589I、590S、591K、594E、597I、700G和611S，在SH2结构域的位点模型检测出10个正选择位点：627D、691S、693E、694H、695P、696E、699P、700G、701S和702A，这些位点可能通过影响STAT蛋白的二聚化，使STAT蛋白功能失调，从而促进癌症的发生。同时，STAT基因家族的SH2结构域的系统发育树存在较多的正选择作用枝，说明 SH2 结构域在 STAT基因二聚化过程中为适应多变的环境，经历了较强的正选择作用。探测到的正选择位点591K为已知的STAT基因磷酸化位点，589I、591K、611S 和 702A与已报道的癌症的单核苷酸多态性位点重合，可能在癌症的发生过程中起到重要的作用。生存分析的结果发现，当611位点的S突变为N时，食管腺癌病人的生存率为11%。 3. 系统进化分析发现不同脊椎动物STAT家族成员的bind结构域可能来自多次基因复制事件，七个家族成员根据其同源性和功能特性在系统发育树上归于两大基因簇，分别是：STAT1、STAT2、STAT3、STAT4基因簇和S TAT5 A、STAT5 B、STAT6基因簇。结果表明，枝-位点模型中检测出 18个正选择位点：346T、347T、348K、349V、356P、357E、361Q、367C、369D、371D、374D、375V、376 A、381S、379R、380G、447H和485N，在bind结构域的位点模型检测到一个正选择位点：537V，这些位点可能通过影响STAT蛋白的二聚化，使STAT蛋白一直处于磷酸化状态，从而促进癌症的发生。同时，STAT基因家族的bind结构域有较多的正选择作用枝，说明 bind 结构域为调节不同的靶基因，经历了较强的正选择作用。367C、369D、374D和381S与已报道的STAT基因的突变位点重合，可能与癌症的引发相关。生存分析结果显示，食管腺癌病人发生 D369N 突变的生存率为11%。 【结论】 1. JAK基因家族在脊椎动物的进化过程中比较保守，检测到的正选择位点330N、333S、616K位点与已报道的癌症单核苷酸多态性位点重合，这些正选择位点的突变可能影响JAK与受体的构象稳定性，扰乱JAK/STAT的信号传导过程从而增加癌症的发生风险。 2. STAT基因家族的SH2结构域的系统发育树存在较多的正选择作用枝，说明SH2结构域在STAT基因二聚化过程中为适应多变的环境，经历了较强的正选择作用。探测到的正选择位点591K为已知的STAT基因磷酸结合口袋的位点，589I、591K、611S和702A与已报道的癌症的单核苷酸多态性位点重合，可能在癌症的发生过程中起到重要的作用。 3. STAT基因家族的bind结构域有较多的正选择作用枝，说明b ind 结构域为调节不同的靶基因，经历了较强的正选择作用。369D与已报道的 STAT基因的突变位点重合，可能与癌症的引发相关。