环二核苷酸类似物研究进展

环二核苷酸是由两个核苷单磷酸通过两个磷酸二酯键连接而成的环状分子.环二核苷酸最早在细菌中被发现,是细菌中普遍存在的第二信使,在调节细菌的生理功能和抗噬菌体感染等方面发挥重要作用.人体免疫系统在病原核酸的刺激下可合成环二核苷酸,该分子作为第二信使与干扰素基因刺激因子(STING)结合,激活下游信号通路,并最终诱导干扰素分泌,启动抗感染免疫响应.环二核苷酸及其类似物是感染性疾病及肿瘤免疫治疗的先导化合物,也是具有良好应用前景的免疫佐剂.对环二核苷酸的发现、环二核苷酸的生物功能等进行了简单回顾,总结了环二核苷酸结构修饰的基本策略及环二核苷酸类似物的结构多样性.

干扰素基因刺激蛋白(STING)激动剂环二核苷酸类化合物的合成及活性研究进展

环二核苷酸是环磷酸鸟苷-腺苷酸合成酶-干扰素基因刺激因子(c GAS-STING)天然免疫信号通路的激动剂,目前主要发现了四种天然的环二核苷酸STING激动剂.近年来随着c GAS-STING通路作用机制的进一步揭示,激活STING通路以进行免疫治疗已成为当前的研究热点.对环二核苷酸进行衍生化修饰以提升其药物活性及成药性已成为推动其临床应用的重要手段.在此,总结了近年来STING激动剂环二核苷酸类化合物的合成及活性研究进展.

4种天然环二核苷酸作为黏膜佐剂的效果比较

目的比较4种不同来源的天然环二核苷酸(cyclic dinucleotide,CDN)作为黏膜佐剂诱导小鼠产生免疫应答的差异,以期筛选黏膜免疫候选疫苗佐剂。方法用卵清蛋白(ovalbumin,OVA)作为抗原,分别以4种不同的CDN(c-di-GMP、c-di-AMP、3',3'-cGAMP、2',3'-cGAMP)作为佐剂,于第0、14、28天滴鼻免疫小鼠,20μL/只,每个鼻孔10μL。第3次免疫后第14天,ELISA法检测小鼠血清、鼻灌洗液(nasal lavage fluid,NLF)及肺灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)中的IgA和IgG水平;ELISpot检测小鼠肺组织和脾组织中分泌IgA、IgG、IFNγ、IL-4或IL-17的细胞数量。结果4种CDN作为黏膜佐剂均能有效提高免疫后小鼠血清、NLF及BALF中IgA和IgG水平;其中,3',3'-cGAMP相较于c-di-AMP可有效提高NLF中IgG水平;与2',3'-cGAMP相比,c-di-AMP和3',3'-cGAMP均可提高血清中IgA的产生;而c-di-GMP在血清中诱导产生的IgG2a水平高于2',3'-cGAMP。c-di-AMP和c-diGMP相较于2',3'-cGAMP和3',3'-cGAMP,能诱导有效的Th1相关免疫反应。结论4种不同来源的CDN可增强小鼠系统性免疫和黏膜免疫应答,c-di-AMP和c-di-GMP能促进Th1和Th17细胞类型的免疫反应,可作为黏膜免疫候选佐剂。

环二腺嘌呤核苷酸信号系统及其在口腔细菌致病机制中的研究展望

环二腺嘌呤核苷酸(c-di-AMP)是在继环腺嘌呤核苷酸(cAMP)、四(五)磷酸鸟嘌呤核苷((p)ppGpp)、环二鸟嘌呤核苷酸(c-di-GMP)后新发现的一种第二信使分子,在细菌和支原体中广泛存在。c-di-AMP调控细菌多项生理活动,如细胞周期、细胞壁稳定性、细胞形态、刺激宿主免疫反应以及应对外界环境胁迫等。本文总结了信使分子c-di-AMP自发现以来的研究进展,这些信息可丰富对c-di-AMP调控作用的全面理解。同时,生物信息学分析发现在口腔常见细菌(如变异链球菌和牙龈卟啉单胞菌等)基因组中均存在编码c-diAMP合成酶的基因,对于这一类基因的功能研究将为深入认识c-di-AMP信号系统在口腔细菌致病过程中的潜在作用提供重要线索,并为研究其在口腔细菌致病性中的调控机制开辟新天地。

几种天然环二核苷酸作为人体佐剂作用潜力的比较

目的对几种天然环二核苷酸(cyclic dinucleotide,CDN)作为人体佐剂作用的潜力进行比较。方法以相同剂量的CDN(c-di-GMP、c-di-AMP、3′3′cGAMP和2′3′cGAMP)同人体来源的单核细胞白血病细胞(human monocytic leukaemia cells,THP-1)共孵育,同时将CDN(c-di-GMP和2′3′cGAMP)与脂质体混合后同THP-1细胞共孵育,刺激5 h后,收集细胞及培养液,采用实时定量PCR及ELISA法检测IFNβ基因及蛋白的表达水平,同时检测脂质体对不同类型CDN刺激作用的影响。结果 4种CDN均能有效刺激THP-1细胞IFNβ基因及蛋白表达水平的提高,且对人体细胞作用从强到弱依次为2′3′cGAMP、3′3′cGAMP、c-di-AMP和c-di-GMP,各自之间差异有统计学意义(P <0. 01)。脂质体能显著增强典型和非典型CDN对THP-1细胞的刺激作用,差异有统计学意义(P <0. 01)。结论 4种天然CDN对人体均具有潜在的佐剂效应,从作用强度看,2′3′cGAMP是最优选择,同时脂质体能增强CDN的这种效应,为将来进一步对CDN类化合物的佐剂作用的研究奠定基础。

霍乱弧菌二核苷酸环化酶的可溶性原核表达及其表达产物的生物活性分析

为获得具有生物活性的霍乱弧菌二核苷酸环化酶(DncV)蛋白与环二核苷酸c-di-GMP、c-di-AMP和3'3'-cGAMP,构建了DncV基因的原核表达载体pET-28a-SUMO-DncV,将其转化至大肠杆菌Rosetta(DE3),并通过优化诱导条件实现了可溶性表达;利用镍柱亲和层析纯化表达的重组蛋白产物,随后切除SUMO标签蛋白,再用亲和层析进一步纯化,获得了纯度较高的重组DncV蛋白;将获得的重组DncV蛋白通过体外酶促反应分别合成了c-di-AMP、c-di-GMP和3'3'-cGAMP,且合成产物能够诱导细胞产生Ⅰ型IFNs。结果表明,重组蛋白DncV及其产物c-di-GMP、c-di-AMP和3'3'-cGAMP均具有生物活性,这为后续抗病毒、抗肿瘤药物以及免疫增强剂和佐剂的开发奠定了基础。

无环鸟苷修饰的环二鸟苷酸合成及其诱导Ⅰ型干扰素释放活性评价（英文）

环二鸟苷酸(c-di-GMP)是一种重要的第二信使,其不仅参与调控多种细菌生理活动,还能够激活哺乳动物天然免疫信号通路诱导Ⅰ型干扰素等的释放。本文报道了利用亚磷酰胺一釜环合法,合成了无环鸟苷修饰的c-di-GMP及其磷硫代类似物(7a,7b,7c),发现其诱导小鼠巨噬细胞释放Ⅰ型干扰素的活性完全丧失,表明c-di-GMP的糖环结构对其保持激活STING信号通路的能力至关重要。

细菌的小分子信号转导

细菌利用多种小分子进行胞内和胞外的信号转导。它们通过对这些小分子的监测来感知胞外环境的变化,并通过识别这些环境刺激因子将胞外信号跨膜传递到细胞内,转化为胞内第二信使,从而产生相应的生理反应来适应环境的变化。该文介绍细菌群体感应信号转导和胞内环二核苷酸信号转导途径,讨论这两种信号转导途径如何共同调控生物膜的形成、多细胞化和致病能力等诸多细菌细胞生理行为,以及这两种途径之间可能存在的联系。

细菌c-di-AMP检测方法的研究进展

环二腺苷酸(cyclic diadenylate monophosphate,c-di-AMP)是一种广泛存在于细菌中的重要核苷酸第二信使分子,在病原体细菌,尤其是许多革兰阴性细菌中发挥着重要作用。研究表明,c-di-AMP在细菌生长、耐药性、抗应激、侵袭力和生物膜形成等方面担当不可取代的角色,同时参与激活和调节宿主的免疫反应。有关c-di-AMP的研究逐渐深入并成为微生物研究领域的热点,微生物主要通过改变其胞内外c-di-AMP的含量来调节细菌生理功能及宿主细胞免疫反应,因此对于胞内外c-di-AMP的定量研究也得到了研究者的重视。目前针对c-di-AMP的定量检测已有多种技术方法被报道,包括经常使用的HPLC/MS检测、ELISA检测,以及利用甲氧檗因的荧光检测、荧光生物传感器的c-di-AMP活细胞成像等。每种方法的检测原理、适用范围及优缺点各不相同。对现有检测方法的总结有助于对新检测手段的探索,进一步提升对c-di-AMP功能的认知。为了广泛研究c-di-AMP介导的信号通路及其生物学作用,就目前细菌c-di-AMP的检测方法的研究进展作一综述。

STING激动剂释药系统的研究进展

干扰素基因刺激因子(stimulator of interferon genes,STING)是cGAS-STING信号通路中的关键蛋白,在外源或内源DNA介导的免疫应答中发挥着重要作用。该篇综述对STING的生物学功能,cGAS-STING通路发挥作用的过程,以及STING激动剂的分类和给药方式进行了介绍,并总结了目前已报道的药物递送系统。采用适当的药物载体递送STING激动剂可以克服其入胞困难、易被酶解、半衰期短和靶向性差的不足,提高机体的固有免疫和适应性免疫刺激,从而增强药物的治疗效果。总之,该文主要针对STING激动剂释药系统的研究进展进行综述,以期为其递送系统的开发提供依据,推动STING激动剂的临床转化和应用。

cGAS-STING信号通路在肿瘤发展及靶向治疗中的研究进展

cGAS-STING信号通路是识别细胞质中DNA、启动固有免疫应答的重要通路,可通过多种机制调控肿瘤的发生发展和抗肿瘤免疫反应。该文概述了cGAS-STING通路的分子特征及信号转导途径,探讨了其在不同条件下调控肿瘤发生发展的复杂机制及肿瘤中cGAS-STING通路的调控机制,介绍了靶向该通路的小分子激动剂及其与其他癌症疗法的联合应用,为靶向cGASSTING通路的新型肿瘤临床治疗方案的开发提供参考。

基于Aerolysin纳米孔道对单个c-di-AMP分子的检测研究

环二腺苷酸(c-di-AMP)是原核细胞中普遍存在的第二信使,不仅能够有效调控细胞生长、离子转运、细胞壁代谢平衡等多种生理过程,还能引发I型干扰素应答,激发机体天然免疫反应.本实验使用单个气单胞菌溶素(Aerolysin)纳米孔道蛋白构建的单分子界面,对c-di-AMP进行单分子测量研究.为提高Aerolysin纳米孔对带负电小分子化合物的测量灵敏度,本实验利用LiCl为支持电解质,有效屏蔽Aerolysin孔口表面负电荷,减小c-di-AMP与Aerolysin纳米孔之间的静电排斥,从而显著增强了Aerolysin纳米孔道对单个c-di-AMP分子的检测能力.实验结果显示,在90mV电压下,每分钟在LiCl中获得的有效穿孔事件的数量最高可达同条件KCl支持电解质的30倍,且有效穿孔事件占总体事件的比例在不同电压下提升了7~11倍.进一步表明,使用LiCl支持电解质,可有效增强Aerolysin孔道对带负电小分子化合物的测量灵敏度.因此,本研究实现了Aerolysin纳米孔道对单个环二核苷酸的高灵敏免标记检测,有望为单分子水平上阐明新型免疫干扰机制提供新的分析方法.

cGAMP与幽门螺杆菌蛋白抗原肌肉注射诱导BALB/c小鼠免疫应答初步分析

目的初步分析肌肉注射免疫环鸟-腺二核苷酸(cyclic guanosine monophosphate-adenosine monophosphate,cGAMP)与幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,H.pylori)蛋白抗原在BLAB/c小鼠中诱导的免疫应答。方法将BALB/c小鼠随机分成4组,cGAMP组、抗原组(H.pylori蛋白抗原)、cGAMP+抗原组及对照组(未免疫),肌肉注射免疫小鼠。间接ELISA法测定免疫后小鼠血清中抗原特异性IgG抗体、胃组织及粪便上清液中IgA抗体;CCK-8法检测小鼠脾淋巴细胞体外增殖水平;酶联免疫斑点法(ELISpot)分析脾淋巴细胞分泌抗原特异性细胞因子水平。结果经肌肉注射免疫,cGAMP+抗原组可诱导小鼠产生显著高于对照组的血清IgG抗体应答(P<0.01);可诱导胃肠道黏膜产生显著高于单独抗原组的特异性IgA抗体应答(P<0.05);体外孵育H.pylori蛋白抗原和脾淋巴细胞,促进了淋巴细胞的增殖,cGAMP+抗原组显著高于单独抗原组(P<0.01);与单独抗原组及对照组比较,cGAMP+抗原组免疫小鼠诱导的脾淋巴细胞中抗原特异性IFNγ分泌细胞数量最多(P<0.01)。结论cGAMP通过肌肉注射途径可诱导BLAB/c小鼠对H.pylori蛋白抗原的体液免疫应答及脾脏中抗原特异性淋巴细胞免疫反应,其具有作为肌肉途径免疫H.pylori蛋白疫苗佐剂的潜质。