Inhibition of the cGAS–STING pathway:contributing to the treatment of cerebral ischemia-reperfusion injury

The cGAS–STING pathway plays an important role in ischemia-reperfusion injury in the heart,liver,brain,and kidney,but its role and mechanisms in cerebral ischemia-reperfusion injury have not been systematically reviewed.Here,we outline the components of the cGAS–STING pathway and then analyze its role in autophagy,ferroptosis,cellular pyroptosis,disequilibrium of calcium homeostasis,inflammatory responses,disruption of the blood–brain barrier,microglia transformation,and complement system activation following cerebral ischemia-reperfusion injury.We further analyze the value of cGAS–STING pathway inhibitors in the treatment of cerebral ischemia-reperfusion injury and conclude that the pathway can regulate cerebral ischemia-reperfusion injury through multiple mechanisms.Inhibition of the cGAS–STING pathway may be helpful in the treatment of cerebral ischemia-reperfusion injury.

易黄汤对脾虚湿热型宫颈癌小鼠皮下移植瘤cGAS/STING/IRF-3信号通路及相关免疫因子的影响

目的探讨易黄汤对脾虚湿热型宫颈癌小鼠皮下移植瘤环磷酸鸟苷-腺苷酸合成酶(cGAS)/干扰素刺激基因(STING)/干扰素调节因子-3(IRF-3)信号通路及相关免疫因子的影响。方法选取6~8周龄SPF级雌性BALB/c小鼠50只,随机分为造模组40只和空白组10只。空白组正常喂养,造模组通过湿热环境及高脂高糖饮食建立脾虚湿热型小鼠模型,当小鼠出现嗜卧懒动、易激惹、形体消瘦、进食及饮水量减少、毛发疏松粗糙、粪便时干时溏、肛温稍有增加则认为造模成功。将2×106个/mL对数生长期HPV16阳性人宫颈癌CaSki细胞悬液0.2 mL接种于上述50只小鼠右腋下,5~7 d后可触及直径≥5 mm结节时即认为皮下移植瘤造模成功。将造模组按随机数字表法分为模型组和易黄汤低剂量、中剂量、高剂量组,每组10只。低、中、高剂量组均按体质量40.0 mL/kg分别予含生药浓度0.25、0.50、1.00 g/mL易黄汤药液灌胃,模型组和空白组予同等剂量生理盐水灌胃,均隔日1次,干预4周。干预后计算5组小鼠胸腺、脾脏指数和瘤质量、抑瘤率;ELISA法检测5组小鼠血清白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平;支链DNA信号扩增法检测5组小鼠皮下移植瘤组织HPV E6 mRNA转录水平;Western blot测定5组小鼠移植瘤组织中cGAS、STING、IRF-3蛋白表达量。结果与空白组比较,模型组胸腺和脾脏指数、IL-6、TNF-α水平显著下降(P<0.05),HPV E6 mRNA转录水平显著增加(P<0.05);易黄汤不同剂量组中以高剂量组的抑瘤率最高为(35.42±4.86)%(P<0.05);与模型组比较,低、中、高剂量组胸腺和脾脏指数、IL-6、TNF-α水平及cGAS、STING和IRF-3蛋白表达量显著增加(P<0.05),皮下移植瘤质量及HPV E6 mRNA转录水平显著降低(P<0.05),且降低程度与易黄汤剂量成正比。结论脾虚湿热能促进CaSki细胞生长、HPV表达增加,易黄汤可能通过激活cGAS/STING/IRF-3信号通路增强免疫功能,从而抑制HPV表达及宫颈癌小鼠移植瘤生长。

cGAS-STING通路与老龄化疾病的研究进展

衰老是指随着年龄的增长生物体在分子、细胞、组织和系统水平上损伤的积累和功能的减退,逐渐趋向死亡的一种现象。衰老是导致年龄相关性疾病(aging-related diseases,ARDs)发生、发展和死亡的重要危险因素。衰老具有的特征有基因组不稳定、端粒损耗、表观遗传改变、蛋白质稳态丧失、大自噬失能、营养感应失调、线粒体功能障碍、细胞衰老、干细胞耗竭、细胞间通讯改变、慢性炎症和生态失调等。其中,细胞衰老主要由端粒缩短、DNA损伤、氧化应激以及细胞周期阻滞等因素所引起。DNA损伤累积导致促炎因子的过表达,包括各种细胞因子、趋化因子,统称为衰老相关分泌表型(senescence-associated secretory phenotype,SASP)。最近诸多科学研究表明,cGAS-STING通路会在衰老细胞中激活,从而进一步触发SASP表型。本文将对cGAS与细胞衰老的关系、SASP的调控以及相关老龄化疾病的影响进行综述。

cGAS-STING信号通路调节剂在免疫治疗中的研究进展

环鸟嘌呤-腺嘌呤核苷酸合成酶(cGAS)-干扰素基因刺激蛋白(STING)信号通路感知细胞质中的异常双链DNA后,诱导Ⅰ型干扰素(IFN-Ⅰ)和促炎细胞因子表达,从而激活宿主的免疫应答,增强机体抗肿瘤免疫反应和抗病原体感染。但是,cGAS-STING信号通路的持续激活会驱动自身免疫性疾病、衰老相关炎症和神经退行性病变等疾病。本文阐述了cGAS-STING信号通路参与调控多种免疫相关性疾病发生发展的机制,重点回顾了STING激动剂、cGAS抑制剂以及STING抑制剂的研发进展,为cGAS-STING调节剂的研发提供更多理论参考。

桂枝芍药知母汤抑制cGAS/STING/NF-κB通路对类风湿关节炎大鼠炎症活动的影响

目的基于环状GMP-AMP合成酶(cGAS)/干扰素基因刺激因子(STING)/核因子-κB(NF-κB)通路探讨桂枝芍药知母汤对类风湿关节炎大鼠炎症活动的影响及机制。方法取70只Wistar大鼠,随机选择10只作为正常组,其余60只大鼠制备胶原诱导性关节炎模型。将造模成功大鼠随机分为模型组、甲氨蝶呤组、雷公藤组及桂芍知母汤低、中、高剂量组,每组10只。甲氨蝶呤组给予0.104 mg/mL的甲氨蝶呤片混悬液灌胃,1次/周,其余时间每天给予蒸馏水灌胃1次;雷公藤组给予0.625 mg/mL的雷公藤多甙片混悬液灌胃,桂芍知母汤低、中、高剂量组分别给予0.958 g/mL、1.916 g/mL、2.874 g/mL的桂枝芍药知母汤灌胃,正常组、模型组给予蒸馏水灌胃,均1次/d。各组均干预4周。测量各组大鼠干预1,2,3,4周末足趾肿胀程度,并计算关节炎指数(AI);末次干预结束后,ELISA法检测血清白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-17(IL-17)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平,Western blot法检测滑膜组织中cGAS、STING、NF-κB p65、IκBα蛋白表达情况。结果干预1,2,3,4周末,模型组大鼠的关节肿胀度均明显高于正常组(P均<0.05);随时间推移,模型组大鼠的关节肿胀度逐渐增加,各药物干预组大鼠的关节肿胀度有不同程度的降低,其中桂芍知母汤中剂量组干预4周末的关节肿胀度明显低于模型组(P<0.05)。干预1周末,各组间AI评分比较差异均无统计学意义(P均>0.05);干预2,3,4周末,桂芍知母汤高剂量组AI评分均明显低于模型组和桂芍知母汤低剂量组(P均<0.05),且桂芍知母汤高剂量组干预2周末的AI评分明显低于雷公藤组(P<0.05);干预3周末,甲氨蝶呤组、桂芍知母汤中剂量组AI评分均明显低于模型组(P均<0.05);干预4周末,甲氨蝶呤组、雷公藤组、桂芍知母汤中剂量组、桂芍知母汤低剂量组AI评分均明显低于模型组(P均<0.05)。与正常组比较,模型组血清IL-1β、IL-17、TNF-α水平及滑膜组织中cGAS、STING、NF-κB p65蛋白相对表达量均明显升高(P均<0.05),滑膜组织中IκBα蛋白相对表达量明显降低(P<0.05);与模型组比较,各药物干预组血清IL-1β、IL-17、TNF-α水平及滑膜组织中cGAS、STING、NF-κB p65蛋白相对表达量均明显降低(P均<0.05),滑膜组织中IκBα蛋白相对表达量均明显升高(P均<0.05)。桂芍知母汤高剂量组和甲氨蝶呤组血清IL-1β、IL-17和TNF-α水平及滑膜组织中cGAS、STING、NF-κB p65蛋白相对表达量均明显低于桂芍知母汤低剂量组(P均<0.05),滑膜组织中IκBα蛋白相对表达量均明显高于桂芍知母汤低剂量组(P均<0.05)。结论桂枝芍药知母汤可明显减轻类风湿关节炎大鼠关节肿胀和关节炎症,机制可能与抑制cGAS/STING/NF-κB通路,降低炎症因子水平有关。

人乳头瘤病毒16型E7基因靶向调控cGAS-STING信号通路抑制宫颈癌细胞免疫功能的研究

目的:探讨HPV16 E7靶向调控cGAS-STING信号通路对宫颈癌细胞免疫功能的影响。方法:体外构建HPV16 E7过表达和干扰质粒,转染至SiHa细胞,qPCR检测HPV16 E7 mRNA表达水平,流式细胞术检测CD95、MICA/B、CD73、CD39、CTLA-4和CD25表达。在此基础上分别转染cGAS-siRNA和STING-siRNA至SiHa细胞,CCK8检测细胞活力,流式细胞术检测细胞凋亡。qPCR和Western blot分别检测cGAS、STING、IFN-Ⅰ、HPV16 E7的mRNA及蛋白表达。流式细胞术检测细胞CD95、MICA/B、CD73、CD39、CTLA-4和CD25表达。结果:STING-siRNA+HPV16 E7过表达组CD95和MICA/B水平降低(P<0.05),CD73、CD39、CTLA-4和CD25水平升高(P<0.05)。cGAS、STING和IFN-Ⅰ蛋白表达水平降低(P<0.05)。STINGsiRNA+HPV16 E7干扰组结果与之相反。结论:HPV16 E7靶向调控cGAS-STING信号通路进而抑制宫颈癌细胞免疫功能。

心康冲剂基于cGAS/STING信号通路对慢性心力衰竭大鼠炎症因子调控作用的研究

目的基于cGAS/STING信号通路探讨心康冲剂对慢性心力衰竭大鼠炎症因子的干预作用及分子机制。方法将SD大鼠随机分为正常组、造模组,通过腹腔注射盐酸阿霉素建立慢性心力衰竭模型,待模型成功后再分为模型组、缬沙坦组、心康冲剂组。模型组每日灌胃蒸馏水,缬沙坦组每日以缬沙坦溶液灌胃,心康冲剂组每日灌胃心康冲剂溶液治疗,连续4周。采用超声心动图检测各组大鼠心功能;苏木素-伊红染色(HE)检测各组大鼠心肌病理学改变;透射电镜观察各组大鼠心肌超微结构改变;采用酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测各组大鼠血清中白细胞介素1β(IL-1β)、白细胞介素6(IL-6)含量;实时荧光定量法(qPCR)检测各组大鼠心肌组织中线粒体转录因子A(TFAM)、环化鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cGAS)、干扰素刺激基因(STING)、IL-6 mRNA的表达水平。免疫组化法检测大鼠心肌组织cGAS、STING蛋白表达。结果与空白组比较,模型组大鼠心肌炎性细胞浸润明显,可见炎性水肿;心功能明显降低(P<0.05,P<0.01),血清炎症因子明显升高(P<0.01),心肌组织中TFAM mRNA表达明显降低(P<0.01),IL-6、cGAS、STING mRNA表达明显上调(P<0.01),心肌组织中cGAS、STING蛋白明显增加(P<0.01)。与模型组比较,心康冲剂组大鼠心功能明显改善(P<0.05,P<0.01);心肌细胞炎性浸润减轻;血清炎性因子表达明显降低(P<0.01),心肌组织中TFAM mRNA表达明显增加(P<0.05),IL-6、cGAS、STING mRNA表达明显下调(P<0.01);心肌组织中cGAS、STING蛋白表达明显下调(P<0.01)。结论心康冲剂可降低慢性心力衰竭大鼠炎性因子表达,改善心功能,其机制可能与抑制cGAS/STING信号通路有关。

GV1001抑制cGAS/STING通路缓解阿霉素诱导的小鼠心脏毒性

目的:探讨端粒酶衍生肽GV1001对阿霉素(DOX)诱导的小鼠心脏毒性的保护作用及其潜在机制。方法:使用C57BL/6小鼠建立DOX心脏毒性动物模型,分为对照组、DOX组(20 mg/kg)与不同剂量GV1001(6、30和60μmol/kg)组。检测各组小鼠心功能,取血清行心肌损伤标志物检测;取心脏组织进行HE染色及Masson染色;采用分光光度法测定心肌MDA、T-SOD和GSH-PX水平;提取心脏组织蛋白,Western blot法检测环状GMP-AMP合成酶(cGAS)、磷酸化干扰素基因刺激因子(STING)和干扰素调节因子3(IRF3)蛋白的表达水平。并使用STING激动剂后检测心肌组织损伤和氧化应激的改变。结果:与对照组比,DOX组小鼠LVIDd、LVEF和LVFS降低,LVIDs值增加,心肌纤维排列紊乱,细胞核固缩、空泡化,胶原沉积增加(均P<0.05);同时血清心肌酶学指标cTnI、CK-MB和LDH升高,心肌组织MDA增加,而T-SOD和GSH-PX下降(均P<0.05)。与DOX组对比,不同剂量GV1001组小鼠LVIDd、LVEF和LVFS升高,心肌损伤减轻,空泡化减轻,胶原沉积下降,血清cTnI、CK-MB和LDH下降,心肌组织MDA下降,T-SOD和GSH-PX升高(均P<0.05)。与对照组比较,DOX组小鼠心脏组织中cGAS、p-STING和p-IRF3的蛋白表达量均升高(P<0.05);DOX小鼠经GV1001治疗后cGAS、p-STING和p-IRF3的表达下降(P<0.05)。使用STING激动剂agonist干预后,GV1001对DOX小鼠心功能的改善作用减弱,对心脏组织氧化应激的抑制减轻。结论:GV1001可以缓解DOX诱导的小鼠心肌损伤,其机制可能是通过抑制cGAS/STING通路减轻氧化应激水平。

柚皮素抑制cGAS-STING通路活化对大鼠下肢深静脉血栓形成的影响

【目的】探讨柚皮素抗大鼠下肢深静脉血栓形成机制。【方法】将60只大鼠随机分为6组,即假手术组,模型组,柚皮素低、中、高剂量组和柚皮素高剂量+STING激动剂2.5己酮可可碱(DMXAA)组,每组10只。检测各组大鼠凝血指标[D-二聚体(D-dimer)、凝血酶时间(TT)、活化部分凝血活酶时间(APTT)、凝血酶原时间(PT)],炎症指标[白细胞介素1β(IL-1β)、白细胞介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)]及氧化应激指标[丙二醛(MDA)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)];苏木素-伊红(HE)染色法检测静脉血栓形成;检测血栓湿质量和干质量;透射电镜检测静脉血栓超微结构;Western Blot法检测静脉血栓组织中环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(c GAS)、干扰素基因刺激因子(STING)蛋白表达。【结果】(1)与假手术组比较,模型组大鼠D-dimer水平,IL-1β、IL-6、TNF-α水平,MDA含量,血栓湿质量和干质量增加,TT、APTT、PT,SOD活性和GSH-Px活性降低(均P<0.05);与模型组比较,柚皮素低、中、高剂量组大鼠D-dimer水平,IL-1β、IL-6、TNF-α水平,MDA含量,血栓湿质量和干质量降低,TT、APTT、PT,SOD活性和GSH-Px活性增加(均P<0.05),且呈剂量依赖性;与柚皮素高剂量组比较,柚皮素高剂量+DMXAA组大鼠D-dimer水平,IL-1β、IL-6、TNF-α水平,MDA含量,血栓湿质量和干质量升高,TT、APTT、PT,SOD活性和GSH-Px活性降低(均P<0.05)。(2)与假手术组比较,模型组大鼠静脉血栓组织中cGAS、STING蛋白表达水平升高(P<0.05);与模型组比较,柚皮素低、中、高剂量组大鼠静脉血栓组织中cGAS、STING蛋白表达水平均显著降低(P<0.05);柚皮素高剂量+DMXAA组大鼠cGAS、STING蛋白表达水平显著高于柚皮素高剂量组(P<0.05)。【结论】柚皮素可通过抑制cGAS/STING信号通路活化,抑制炎症、氧化应激反应,从而缓解下肢深静脉血栓形成。

高良姜素通过激活cGAS/STING信号通路抑制骨肉瘤MG63细胞的恶性生物学行为

目的:探讨高良姜素(Gal)是否通过调节cGAS/STING信号通路影响骨肉瘤MG63细胞增殖、迁移、侵袭和凋亡。方法:体外培养人骨肉瘤MG63细胞,分别使用0、5、15、25、50、100、200μmol/L的Gal培养48 h后,CCK-8法检测Gal对细胞活力的影响。将MG63细胞分为对照组(未处理细胞)、Gal低浓度组(Gal-L组,50μmol/L Gal处理)、Gal高浓度组(Gal-H组,100μmol/L Gal处理)和Gal-H+STING抑制剂组(Gal-H+H-151组,100μmol/L Gal+8μmol/L H-151处理)。采用EdU染色法、划痕愈合实验、Transwell小室法、流式细胞术检测各组细胞增殖活力、迁移、侵袭和凋亡能力,WB法检测各组细胞中cGAS、STING蛋白的表达水平。结果:与对照组比较,Gal-L组、Gal-H组细胞增殖活力、迁移、侵袭能力均显著降低(均P<0.05),细胞凋亡率和cGAS、STING蛋白表达水平均显著升高(均P<0.05);与Gal-H组比较,Gal-H+H-151组细胞增殖活力、迁移和侵袭能力均显著升高(均P<0.05),细胞凋亡率和cGAS、STING蛋白表达水平均显著降低(均P<0.05)。结论:Gal可能通过激活cGAS/STING信号通路抑制骨肉瘤MG63细胞增殖、迁移、侵袭并促进细胞凋亡。

cGAS-STING通路通过调节巨噬细胞参与骨折愈合的研究进展

骨折愈合是一个复杂缓慢的动态过程,巨噬细胞是最早到达骨折部位的细胞之一。长期以来人们一直认为巨噬细胞参与损伤部位的初始炎症并有助于清创,它们在正常骨稳态和骨折愈合过程中调节骨再生中的关键作用也越来越受到重视。近年来研究发现,cGAS-STING通路是先天免疫和病毒防御中重要的DNA传感机制,越来越多证据表明cGAS-STING通路与巨噬细胞密切相关,所以cGAS-STING通路可能通过调节巨噬细胞极化类型来参与骨折愈合。因此了解骨折修复过程中cGASSTING通路参与调节巨噬细胞的机制,将为促进骨折修复提供新的思路和策略。

cGAS-STING通路在劳力性热射病所致心肌损伤中的作用研究

目的:探讨cGAS-STING通路在劳力性热射病(exertional heat stroke,EHS)所致心肌炎症中的作用。方法:将8周龄C57BL/6N雄性小鼠随机分为安静对照组(C组)、劳力性热射病发病即刻组(EHS0组)、劳力性热射病发病3天组(EHS3组)和劳力性热射病发病14天组(EHS14组)。发病组在温度为37.5℃±1℃、湿度为45%±5%的高温舱中进行力竭跑台运动,构建EHS小鼠模型。采用心动超声仪检测小鼠心功能指标,苏木精-伊红(HE)染色观察小鼠心肌组织病理变化,ELISA测定血清IL-6与cTnI水平,qPCR检测心肌组织cGAS、STING、IRF3、NF-κB、γH2AX、IL-6、TFAM、PGC-1αmRNA相对表达量,透射电镜观察小鼠心肌线粒体超微结构变化,Western blot检测心肌组织cGAS、p-NF-κB p65、γH2AX蛋白表达水平。结果:1)与C组比较,EHS组小鼠的心动超声指标(LVAWd、LVAWs、LVPWd、LVPWs、LVIDd和LVIDs)显著增加,LVEF和LVFS显著下降,心肌细胞出现肥大,肌纤维排列紊乱,伴有炎症细胞浸润,心肌线粒体固缩破裂,线粒体嵴溶解出现空泡改变,内部基质密度分布不均匀,Z线模糊,大量肌丝溶解断裂,且EHS发病后14天仍未完全恢复。2)EHS组小鼠的血清IL-6、cTnI水平和心肌组织NF-κB、PGC-1α、TFAM、cGAS、IRF3 mRNA表达量及cGAS、p-NF-κB p65、γH2AX蛋白表达水平均显著升高,EHS发病后14天基本恢复。结论:1)EHS发病后可引起小鼠心肌炎症反应,其机制可能与cGAS-STING信号通路的激活有关。2)EHS后心脏长期功能障碍与血清IL-6和cTnI的水平无关,而可能与心肌纤维紊乱、细胞肥大、心肌线粒体形态结构改变等有关。

cGAS-STING通路调控NCOA4介导的铁自噬在HT22细胞缺氧复氧损伤中的作用

目的探讨环鸟苷酸—腺苷酸合成酶(cGAS)-干扰素基因刺激蛋白(STING)通路调控核受体共激活因子4(NCOA4)介导的铁自噬在小鼠海马神经细胞(HT22)缺氧复氧损伤中的作用。方法2020年9月—2022年12月于武汉大学人民医院中心实验室进行实验。将HT22细胞系随机分为4组,对照组(Ctrl组)、缺氧复氧组(HR组)、缺氧复氧+cGAS抑制剂(RU.521)组(HR+RU组)、缺氧复氧+RU.521+NCOA4过表达组(HR+RU+NCOA4组)。HR组于无糖缺氧条件下培养6 h再复糖复氧培养24 h构建缺氧复氧模型,HR+RU组及HR+RU+NCOA4组提前给予3.0μmol/L的RU.521处理24 h后构建缺氧复氧模型,HR+RU+NCOA4组于缺氧复氧前5 d给予NCOA4慢病毒转染,对照组常规培养。免疫荧光检测各组ROS,ELISA检测CCK8、LDH、SOD、MDA及亚铁离子,Western blot检测cGAS、STING、NCOA4、LC3B和铁蛋白。结果与Ctrl组比较,HR组细胞活力CCK8、SOD降低,LDH、ROS、MDA、cGAS、STING、NCOA4、LC3B、铁蛋白、亚铁离子升高(P<0.05);与HR组比较,HR+RU组细胞活力CCK8、SOD、铁蛋白升高,LDH、ROS、MDA、cGAS、STING、NCOA4、LC3B、亚铁离子降低(P<0.05);与HR+RU组比较,HR+RU+NCOA4组细胞活力CCK8、SOD、铁蛋白降低(P<0.05),LDH、ROS、MDA、NCOA4、LC3B、亚铁离子升高(P<0.05),cGAS、STING差异无统计学意义(P>0.05)。结论缺氧复氧后HT22细胞cGAS-STING通路上调,NCOA4介导的铁自噬过度激活进而加重细胞损伤。

微核激活cGAS-STING信号通路的机制及其肿瘤免疫功能

环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cGAS)-干扰素基因刺激因子(STING)信号通路可监测微生物入侵和组织损伤等生理病理异常状态,是天然免疫系统的重要组成之一。作为DNA感受器,cGAS主要识别异常定位于细胞质的双链DNA(dsDNA),通过催化合成二级信使环鸟苷酸-腺苷酸启动由STING介导的Ⅰ型干扰素和炎症信号通路。微核是有丝分裂后期染色体错误分离的产物,也是细胞质dsDNA的重要来源之一。作为一类不稳定的亚细胞器结构,微核核膜倾向于不可逆的破裂,导致微核基因组DNA暴露在细胞质中。暴露的微核基因组DNA招募并激活cGAS-STING信号通路,诱导STING下游信号通路活化,包括Ⅰ型干扰素信号通路和经典核因子κB(NF-κB)信号通路,导致细胞衰老、细胞凋亡和细胞自噬的发生,从而介导免疫系统的活化以清除肿瘤细胞,或者直接诱导肿瘤细胞死亡。另外,STING持续激活诱导的内质网应激,以及慢性Ⅰ型干扰素信号通路和非经典NF-κB信号通路的活化,营造了免疫抑制的肿瘤微环境,导致肿瘤细胞免疫逃逸,促进肿瘤转移和肿瘤细胞存活。因此,在肿瘤的发生发展和治疗过程中,活化的cGAS-STING免疫通路扮演着抑制或促进肿瘤的双重作用。本文阐述了肿瘤微环境中微核诱导cGAS-STING免疫通路活化的机制研究进展,探讨了其在肿瘤发生发展和治疗中的潜在重要作用。

异常流体剪切力通过cGAS-STING信号通路参与髓核细胞的凋亡、炎症与自噬

目的探讨异常流体剪切力诱导髓核细胞(NPC)凋亡、炎症和自噬的作用及其可能的机制。方法对NPC加载24 dyn/cm^(2)流体剪切力,时间分别为0、60、90、120、150 min。使用细胞骨架染色研究流体剪切力对细胞骨架及细胞形态的影响;使用5-乙炔基-2'-脱氧尿苷染色验证NPC的增殖能力;用线粒体膜电位变化评估流体剪切力对线粒体的损伤效应;用赫斯特染色研究凋亡与流体剪切力的关系;用丹酰戊二胺染色研究自噬与流体剪切力的关系;探究细胞培养基酸碱度的变化,验证流体剪切力与炎症的关联;使用蛋白质印迹法研究cGAS-STING相关蛋白(cGAS、STING、TBK1)、炎症相关蛋白(肿瘤坏死因子-α、COX-2)、凋亡相关蛋白(Bcl-2、Bax)以及自噬蛋白(IL3-Ⅰ/Ⅱ、p62)的变化。结果作为一种细胞间的机械刺激,24 dyn/cm^(2)强度的流体剪切力可造成NPC形态由梭形转变为多边形,细胞骨架发生重组,细胞增殖能力下降,培养基酸性增强,线粒体JC-1多聚体减少、单体增加;同时,细胞内肿瘤坏死因子-α、COX-2、Bax蛋白表达量上调,LC3Ⅱ/LC3Ⅰ增加,p62、Bcl-2降解增加,出现凋亡、炎症、自噬以及线粒体损伤;加载24 dyn/cm^(2)的流体剪切力可以激活NPC内的cGAS-STING信号通路,且与时间呈正相关关系,120 min时强度最高。使用cGAS抑制剂RU.521可以减缓24 dyn/cm^(2)流体剪切力造成的NPC的凋亡、炎症、自噬以及线粒体损伤。结论流体剪切力诱导的NPC凋亡、炎症和自噬与cGAS-STING信号通路激活相关,抑制cGAS-STING信号通路的激活可以缓解异常流体剪切力造成的细胞损害。

曲美他嗪通过cGAS-STING通路对肺炎链球菌肺炎大鼠免疫功能的影响

目的:探究曲美他嗪(TMZ)通过环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cGAS)-干扰素基因刺激蛋白(STING)通路对肺炎链球菌(SP)肺炎大鼠免疫功能的影响。方法:大鼠随机分为模型组、TMZ组、DMXAA组(cGAS-STING信号通路激活剂),鼻腔内滴入SP构建SP肺炎大鼠模型,对照组大鼠滴入等量生理盐水。ELISA检测IL-1β、IL-10水平;流式细胞术检测CD4^(+)T、CD8^(+)T细胞水平;比较各组大鼠脾脏、胸腺指数;透射比浊法检测IgG、IgA水平;HE染色观察肺组织病理变化;Western blot检测cGAS-STING通路蛋白表达。结果:与对照组比较,模型组大鼠肺泡壁和肺间质增厚,伴有水肿出血、炎症细胞浸润,IL-1β、CD8^(+)T细胞水平、肺组织病理损伤评分、cGAS、STING表达升高,IL-10、CD4^(+)T细胞、CD4^(+)T/CD8^(+)T、脾脏、胸腺指数、IgG、IgA水平降低(P<0.05);与模型组比较,TMZ组大鼠肺泡壁增厚减轻,肺泡结构显著改善、炎症细胞浸润较少,IL-1β、CD8^(+)T水平、肺组织病理损伤评分、cGAS、STING表达降低,IL-10、CD4^(+)T、CD4^(+)T/CD8^(+)T、脾脏、胸腺指数、IgG、IgA水平升高(P<0.05);与TMZ组比较,DMXAA组IL-1β、CD8^(+)T细胞水平、肺组织病理损伤评分、cGAS、STING表达升高,IL-10、CD4^(+)T细胞、CD4^(+)T/CD8^(+)T、脾脏、胸腺指数、IgG、IgA水平降低(P<0.05)。结论:TMZ可能通过抑制cGAS-STING信号通路激活抑制炎症,增强SP肺炎大鼠免疫功能。

电针对前交叉韧带断裂大鼠炎症反应及cGAS/STING信号通路的影响

目的:探究电针对前交叉韧带断裂后创伤性骨关节炎早期炎症反应与环状GMP-AMP合成酶(cGAS)/干扰素基因刺激因子(STING)信号通路的影响。方法:24只SD大鼠随机分为假手术组、前交叉韧带损伤(ACLT)组和电针组,每组8只。其中ACLT组和电针组实施前交叉韧带切断术。电针组大鼠予双侧“阳陵泉”“血海”“足三里”“太溪”电针刺激,1次/d,每周干预5 d,连续2周,其余两组不做处理。2周后ELISA法检测大鼠血清白介素-1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平;取大鼠左膝关节软骨组织切片分别进行番红O-固绿染色和苏木精-伊红(HE)染色,镜下观察软骨损伤程度并评分(Mankin’s评分);RT-qPCR检测大鼠右膝关节软骨基质金属蛋白酶-13(MMP-13)mRNA、cGAS mRNA、STING mRNA表达水平。Western blotting检测大鼠右膝关节软骨MMP-13、cGAS、STING蛋白表达水平。结果:ACLT组大鼠血清IL-1β、TNF-α水平均高于假手术组(P<0.05);电针组大鼠血清IL-1β、TNF-α水平均低于ACLT组(P<0.05)。番红O-固绿染色显示假手术组大鼠软骨表面光滑;ACLT组大鼠软骨表面出现轻微缺损和细小裂层;电针组大鼠软骨表面较平滑,无明显裂层。HE染色显示假手术组软骨表面平整且光滑,软骨细胞均排列规整;ACLT组大鼠软骨层表面变薄;电针组大鼠软骨表面略粗糙。ACLT组大鼠Mankin’s评分高于假手术组(P<0.05);电针组大鼠Mankin’s评分低于ACLT组(P<0.05)。ACLT组大鼠MMP-13 mRNA、cGAS mRNA、STING mRNA相对表达量均高于假手术组(P<0.05);电针组大鼠MMP-13 mRNA、cGAS mRNA、STING mRNA相对表达量均低于ACLT组(P<0.05)。ACLT组大鼠MMP-13、cGAS、STING蛋白相对表达量均高于假手术组(P<0.01);电针组大鼠MMP-13、cGAS、STING蛋白相对表达量均低于ACLT组(P<0.01)。结论:电针可能通过下调cGAS/STING信号通路而减轻ACLT大鼠炎症反应,延缓关节软骨退行性改变。

cGAS-STING信号通路在系统性红斑狼疮中的研究进展

cGAS-STING信号通路在免疫反应调控中发挥着至关重要的作用,其通过感知细胞质内DNA的存在,激活下游一系列分子,导致Ⅰ型干扰素等炎症细胞因子的释放,最终参与和调控免疫反应的发生。SLE发病机制复杂,免疫功能紊乱及Ⅰ型干扰素等细胞因子参与SLE的发生发展。本文将就cGAS-STING信号通路在SLE中的研究进展进行综述,以期为SLE的诊断及靶向治疗提供新方向。

麝香酮调节cGAS-STING信号通路对缺血性脑卒中大鼠神经炎症的影响

目的:探讨麝香酮对缺血性脑卒中(IS)大鼠神经炎症的影响及其作用机制。方法:将SD大鼠随机分为对照组、大脑中动脉闭塞(MCAO)组、MCAO+cGAS抑制剂(RU.521)组、麝香酮组、麝香酮+STING激动剂(2′3′-cGAMP)组,每组10只。采用MCAO法构建IS大鼠模型,对各组大鼠进行神经功能缺损评分,TTC染色检测脑梗死面积,HE染色和Nissl染色观察神经元病理变化和损伤,TUNEL法检测神经元凋亡,ELISA法检测IL-6、IL-1β、TNF-α水平,Western blotting法检测cGAS-STING信号通路蛋白表达。结果:与对照组比较,MCAO组大鼠海马组织神经元细胞皱缩,Nissl体减少,神经功能缺损评分、脑梗死面积、神经元凋亡率、IL-6水平、IL-1β水平、TNF-α水平,以及IL-1β、TNF-α、cGAS、STING、p-IRF3蛋白表达均显著升高(P<0.05);与MCAO组比较,MCAO+RU.521组、麝香酮组大鼠海马组织神经元病理损伤减轻,Nissl体增加,神经功能缺损评分、脑梗死面积、神经元凋亡率、IL-6水平、IL-1β水平、TNF-α水平,以及IL-1β、TNF-α、cGAS、STING、p-IRF3蛋白表达均显著降低(P<0.05);STING激动剂可逆转麝香酮对IS大鼠海马组织神经元细胞损伤和神经炎症的改善作用(P<0.05)。结论:麝香酮可能通过抑制cGAS-STING信号通路激活,减少IS大鼠神经元损伤,改善神经炎症。

cGAS蛋白促进PCV-2茎环结构诱导cGAS-STING信号通路天然免疫反应研究

为了探索猪圆环病毒2型(PCV-2)DNA茎环结构是否可以激活环鸟苷酸腺苷酸合成酶(cGAS),以及是否诱导cGAS-STING信号通路天然免疫反应,试验将含有PCV-2茎环结构的单链DNA(SL-DNA)转染至PK15细胞中,通过Western-blot检测cGAS蛋白是否在PK15细胞中表达;将SL-DNA转染至过表达及敲除cGAS蛋白的PK15细胞中,通过实时荧光定量PCR检测细胞中cGAS、干扰素刺激基因(STING)、TANK结合激酶1(TBK1)、干扰素调节因子3(IRF3)、干扰素-β(IFN-β)、白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)基因的表达水平。结果表明:SL-DNA转染后,PK15细胞中cGAS蛋白表达量上升;过表达cGAS蛋白的PK15细胞与PK15细胞相比,SL-DNA转染后cGAS、STING、TBK1、IRF3、IFN-β、IL-1β、IL-6、TNF-α基因的相对表达量均极显著升高(P<0.01);敲除cGAS蛋白的PK15细胞与PK15细胞相比,SL-DNA转染后cGAS、STING、TBK1、IRF3、IFN-β、IL-1β、IL-6、TNF-α基因的相对表达量均极显著降低(P<0.01)。说明cGAS蛋白可以识别PCV-2的茎环结构,并且促进其诱导的cGAS-STING信号通路天然免疫反应。