环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cGAS)翻译后修饰在固有免疫中的研究进展

环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cGAS)作为一种核酸转移酶,主要通过感受核酸、激活下游通路并调控Ⅰ型干扰素的合成参与固有免疫反应。cGAS蛋白功能的调节与细菌病毒感染、自身免疫系统疾病及肿瘤等多种疾病相关,而翻译后修饰是目前研究最深入和广泛的cGAS蛋白功能调节方式之一。cGAS蛋白翻译后修饰主要有磷酸化、乙酰化、泛素化、小泛素相关修饰(SUMO)化、肽链剪切及谷氨酰化。本文不但系统总结了不同生理和病理条件下cGAS的翻译后修饰如何调控cGAS功能,而且深入挖掘了以cGAS翻译后修饰作为疾病治疗靶点的潜力。

松萝酸调节cGAS-STING信号通路对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用研究

目的 探究松萝酸调节环磷酸鸟苷-磷酸腺苷合成酶(cGAS)-干扰素基因刺激因子(STING)信号通路对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护作用。方法 选取50只SD健康大鼠,分为假手术组、模型组、松萝酸低剂量组(25 mg/kg)、松萝酸高剂量组(100 mg/kg)和RU.521组(cGAS抑制剂,5 mg/kg),每组10只通过结扎冠状动脉左前降支再灌注方法建立大鼠心肌缺血再灌注模型。HE染色观察大鼠心肌组织病理学变化;TUNEL染色检测心肌细胞凋亡情况;NBT染色检测心肌梗死面积百分比;商品化试剂盒检测心肌组织超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和丙二醛(MDA)水平;ELISA法检测大鼠血清肌酸激酶同工酶(CKMB)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)水平;RT-PCR法检测心肌组织cGAS mRNA、STING mRNA表达;Western blot检测大鼠心肌组织中Bax、Bcl-2、Caspase-3、cGAS、STING蛋白表达。结果 假手术组大鼠心肌组织结构形态正常,凋亡率较低;与假手术组比较,模型组大鼠心肌细胞受损严重、凋亡率、心肌梗死面积百分比、血清CKMB、TNF-α、IL-6水平、MDA水平、cGAS mRNA、STING mRNA表达水平、Bax、Caspase-3、cGAS、STING蛋白表达水平显著升高,SOD、CAT、Bcl-2蛋白表达水平显著降低(P<0.05);与模型组相比,松萝酸低、高剂量组和RU.521组大鼠心肌细胞形态结构明显改善,炎性细胞浸润显著减少、细胞凋亡率、心肌梗死面积百分比、血清CKMB、TNF-α、IL-6水平、MDA、cGAS mRNA、STING mRNA表达水平、Bax、Caspase-3、cGAS、STING蛋白表达水平显著降低,大鼠心肌组织SOD、CAT、Bcl-2蛋白表达水平显著升高(P<0.05);RU.521组各项指标与松萝酸高剂量组几乎相当。结论 松萝酸对心肌缺血再灌注大鼠具有保护作用,可能是通过抑制cGAS-STING信号通路实现的。

茯苓酸通过抑制cGAS-STING信号通路减轻溃疡性结肠炎大鼠结肠上皮细胞损伤

目的探讨茯苓酸(PA)调节环磷酸鸟苷-腺苷酸合成酶(cGAS)-干扰素刺激基因(STING)信号通路对溃疡性结肠炎大鼠肠上皮细胞损伤的影响。方法将SD大鼠分为对照组、溃疡性结肠炎组、大鼠PA低剂量组(R-PA-L组)、大鼠PA中剂量组(R-PA-M组)、大鼠PA高剂量组(R-PA-H组),大鼠RocA(cGAS-STING通路激活剂)组(R-RocA组)、R-PA-H+RocA组;统计大鼠体质量下降及疾病活动指数(DAI)评分;HE染色检测大鼠结肠组织病理变化。分离并鉴定对照组、溃疡性结肠炎组大鼠肠上皮细胞,并分组为NC组、Model组、PA低剂量组(PA-L组,2μmol/L)、PA中剂量组(PA-M组,4μmol/L)、PA高剂量组(PA-H组,8μmol/L)、RocA组(25 nmol/L)、PA-H+RocA组(8μmol/L+25 nmol/L);ELISA法检测细胞上清中白细胞介素(IL)-1β、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、IL-6水平;试剂盒检测大鼠结肠上皮细胞中超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量;流式细胞术检测大鼠结肠上皮细胞凋亡;Western blot检测大鼠结肠上皮细胞中Bcl-2相关X蛋白(Bax)、多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(PARP)、cGAS、p-STING、TANK结合酶1(TBK1)、干扰素调节因子-3(IRF-3)蛋白表达。结果与溃疡性结肠炎组比较,RPA-L组、R-PA-M组、R-PA-H组大鼠结肠组织病理损伤减轻,体质量下降及DAI评分降低(P<0.05);成功分离出大鼠结肠上皮细胞;与NC组比较,Model组IL-1β、TNF-α、IL-6水平、MDA含量、细胞凋亡率、Bax、PARP、cGAS、p-STING、TBK1、IRF3蛋白表达升高,SOD活性降低(P<0.05);与Model组比较,PA-L组、PA-M组、PA-H组IL-1β、TNF-α、IL-6水平、MDA含量、细胞凋亡率、Bax、PARP、cGAS、p-STING、TBK1、IRF3蛋白表达降低,SOD活性升高,RocA组对应指标变化趋势与上述相反(P<0.05);RocA减弱了高剂量PA对溃疡性结肠炎大鼠结肠上皮细胞炎症、氧化应激及细胞凋亡的抑制作用。结论PA可能通过抑制cGAS-STING通路减轻溃疡性结肠炎大鼠结肠上皮细胞损伤。

灯盏乙素对大鼠脑缺血后小胶质细胞cGAS/STING/NLRP3信号轴的调控

目的:探讨灯盏乙素对大鼠脑缺血后小胶质细胞环状GMP-AMP合成酶(cGAS)/干扰素基因刺激蛋白(STING)轴及NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)表达的影响。方法:将36只成年雄性SD大鼠随机分为假手术组(sham)、大脑中动脉栓塞(MCAO)、MCAO+灯盏乙素干预组(MCAO+S)。开颅法制备大鼠脑缺血模型,分别用HE染色观察大鼠脑组织病理性变化,免疫荧光染色检测大鼠小胶质细胞中cGAS、STING、NLRP3表达的变化,Western Blot检测大鼠缺血后3 d脑内cGAS、STING、NLRP3蛋白表达的变化。结果:HE染色显示,灯盏乙素干预后,缺血区皮质中神经细胞数量减少、分布紊乱、细胞间隙大等病理现象较MCAO组明显改善;免疫荧光染色显示MCAO+S组中小胶质细胞的激活受到抑制,cGAS、STING、NLRP3在小胶质细胞中的表达水平下降;Western Blot结果显示,MCAO组中cGAS、STING、NLRP3表达显著增加,灯盏乙素干预后,上述指标明显下降。结论:灯盏乙素可抑制大鼠脑缺血后小胶质细胞中cGAS/STING/NLPR3的过表达,减轻小胶质细胞介导的神经炎症。

扁蒴藤素调节cGAS/STING信号通路对缺血性脑卒中大鼠认知功能和神经炎症的影响

目的:探讨扁蒴藤素(PT)通过调节环磷酸鸟苷-腺苷酸合成酶/干扰素基因刺激因子(cGAS/STING)信号通路对缺血性脑卒中大鼠认知功能和神经炎症的影响。方法:采用线栓法建立MCAO模型,将大鼠随机分为Control组,MCAO组,扁蒴藤素低、中、高剂量组(PT-L组、PT-M组、PT-H组),PT-H+cGAS/STING通路激活剂组(PT-H+DMXAA组),采用Zea-Longa评分对大鼠进行神经性行为评分;Morris水迷宫评估大鼠的认知能力;2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染色法观察并计算大鼠脑梗死面积;HE染色法观察大鼠脑组织病理变化情况;酶联免疫吸附试验(ELISA)检测中大鼠血清中白介素(IL-6)和白介素(IL-1β)水平;Western blot法检测大鼠脑组织中小胶质细胞M1型标记物(iNOS)、小胶质细胞M2型标记物(Arg-1)、cGAS、STING蛋白表达水平。结果:与Control组比较,MCAO组大鼠神经功能缺损评分、逃避潜伏期、脑梗死面积、IL-6、IL-1β水平及iNOS、cGAS、STING表达显著升高,Arg-1表达显著降低(P<0.05);与MCAO组比较,PT各组大鼠神经功能缺损评分、逃避潜伏期、脑梗死面积、IL-6、IL-1β水平及iNOS、cGAS、STING蛋白表达水平显著降低,Arg-1表达显著升高(P<0.05),且呈剂量依赖性;与PT-H组比较,PT-H+DMXAA组大鼠神经功能缺损评分、逃避潜伏期、脑梗死面积、IL-6、IL-1β水平及iNOS、cGAS、STING表达显著升高,Arg-1表达显著降低(P<0.05)。结论:扁蒴藤素可以缓解缺血性脑卒中大鼠认知功能障碍和神经炎症损伤,其作用机制可能与抑制cGAS/STING信号通路相关。

cGAS-STING信号通路在结直肠癌治疗中的应用进展

环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cGAS)是一种DNA传感器,其在外源性DNA的刺激下能激活干扰素基因刺激因子(STING),诱导Ⅰ型干扰素和其他促炎性细胞因子的产生;且cGAS-STIGN信号通路的激活还能通过Ⅰ型干扰素促进瘤内CD8+T细胞募集,启动抗肿瘤免疫。目前认为STING激动剂能够作为抗肿瘤治疗的重要辅助药物,有望改善结直肠癌患者的预后,尤其是免疫治疗耐药患者。cGAS-STING信号通路可以通过启动固有免疫、肿瘤免疫以及与自噬相互作用发挥抗肿瘤效应,有望成为一个有效的潜在治疗靶点。

cGAS-STING通路异常激活及其抑制剂在免疫和炎症疾病中的研究进展

cGAS-STING通路是针对多种类型病原体进行免疫防御的主要途径之一,环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cGAS)通过识别细胞质的DNA分子,催化生成第二信使cGAMP(cyclic GMP-AMP)与干扰素基因刺激因子(STING)结合,诱导产生I型干扰素(IFN-I),激活机体先天免疫系统。cGAS-STING通路的适当激活有助于机体实现自我保护,因此,近年来STING激动剂在肿瘤免疫治疗的研究中引起了广泛关注,一些候选药物已进入临床研究,用于多种肿瘤治疗。与此同时,cGAS-STING通路异常激活会导致自身免疫性疾病的发生,获得了药物研究者的广泛关注并积极开发其抑制剂。该文总结了cGAS-STING通路的机制和调控位点,概述了cGAS-STING通路相关的免疫和炎症疾病及其抑制剂的研究进展。

cGAS抑制剂对小鼠脑缺血再灌注损伤的干预作用及其机制

目的观察cGAS抑制剂对小鼠脑缺血再灌注损伤的干预作用,并基于自噬调节探讨相关机制。方法雄性C57BL/6小鼠18只,随机分为假手术组、模型组、实验组,每组6只。模型组、实验组采用线栓法制备大脑中动脉栓塞模型,实验组在再灌注前10 min腹腔注射5 mg/kg的cGAS抑制剂RU.521,假手术组分离大脑中动脉但不阻断。再灌注6 h后行HE染色、Nissl染色观察脑组织病理变化,Western blotting法检测脑组织中的cGAS、LC3B、Beclin-1蛋白,免疫荧光法检测凋亡细胞并计算凋亡率。结果与假手术组相比,模型组神经元数量减少,细胞固缩,实验组上述改变减轻。模型组脑组织中cGAS、LC3B、Beclin-1蛋白相对表达量及细胞凋亡率高于假手术组,实验组cGAS、LC3B、Beclin-1蛋白表达及细胞凋亡率低于模型组(P均<0.05)。结论cGAS抑制剂预处理可减轻小鼠脑缺血再灌注损伤,其机制可能与调节自噬相关蛋白表达有关。

cGAS/STING通路在代谢性炎症中的作用研究进展

代谢性炎症由葡萄糖和脂质等物质代谢紊乱造成,与胰岛素抵抗密切相关,参与心、肝、肾和血管等病理改变。环磷酸鸟苷-磷酸腺苷合成酶(cGAS)/干扰素基因刺激因子(STING)信号通路是感知细胞内双链DNA的炎症通路。近年来,cGAS/STING通路在代谢性炎症方面的研究受到广泛关注。本文综述代谢性炎症的特点以及线粒体DNA泄漏在疾病进展中的作用,重点讨论线粒体DNA激活cGAS/STING通路参与代谢性炎症的过程,以及cGAS/STING通路在肥胖、非酒精性脂肪肝、糖尿病心肌病、糖尿病肾病、动脉粥样硬化中的调节作用,以期为代谢性疾病的防治提供新思路。

新型胞质DNA感受通路：cGAS-STING的研究进展

细胞胞质中存在的游离DNA一直被宿主的固有免疫系统当做潜在的危险信号,但免疫系统识别和清除这些危险信号的机制还不明确.近几年有研究发现,DNA感受器(DNA sensor)是宿主感受DNA和免疫防御的桥梁,目前已经有超过10种DNA感受器被发现,而干扰素刺激基因(stimulator of interferon genes,STING,也称为TMEM173、MPYS、MITA和ERIS)作为一种DNA感受通路下游关键的接头分子,在感受胞质DNA和免疫防御方面起着重要的信号传递作用,胞质中的DNA可通过DNA感受器激活STING,再激活Ⅰ型干扰素和其他细胞因子,进而启动机体的免疫反应.近些年,胞质中游离DNA如何激活STING,进而如何在体内启动免疫反应以产生抗病毒或抗菌作用的机制研究取得了显著进展.最近,在哺乳动物细胞中发现了一种新型的核酸转移酶cGAS(cyclic GMP-AMPsynthase),它能识别DNA并能产生一种内源性的环化二核苷酸cGAMP(cyclic GMP-AMP)激活STING.本文将最近关于cGAS的发现、胞质DNA通过cGAS激活STING及STING活化后激活机体免疫反应的机制进行了综述.

抗DNA病毒信号通路cGAS-STING的研究进展

病毒感染后,宿主的固有免疫系统快速地识别病毒并作出应答反应,但免疫系统识别和清除病毒的机制尚未完全阐明。研究表明,细胞识别和检测病毒主要通过受体完成,而环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cyclic GMPAMP synthase,cGAS)是一种新发现的DNA识别受体,它将信号传递给下游的干扰素刺激基因(stimulator of interferon genes,STING)蛋白,诱导产生I型干扰素(type I interferon,IFN-I),从而启动细胞抗病毒免疫反应。本文综述了cGAS-STING信号通路的作用机制及抗病毒相关研究,以期为抗病毒药物的研发提供理论依据。

环状GMP-AMP合成酶高表达对乳腺癌细胞上皮间质转化的影响

目的:探讨环状GMP-AMP合成酶(cGAS)高表达对乳腺癌MCF7细胞发生上皮间质转化(EMT)的影响。方法:构建稳定高表达cGAS的慢病毒载体并转染MCF7细胞;转染后细胞分别培养12 h,24 h,48 h,72 h,每组实验重复三次,采用MTT检测cGAS对MCF7细胞增殖的影响;transwell法检测高表达cGAS对MCF7细胞迁移能力的影响;蛋白免疫印迹(Western blot)法分析EMT相关蛋白E-cadherin和N-cadherin的表达情况。结果:与对照组比较,cGAS上调后MCF7细胞增殖能力显著增强(P<0.05);细胞形态学观察显示cGAS上调后诱导MCF7细胞EMT发生,细胞形态由鹅卵石样变为梭形;transwell实验结果显示,cGAS上调导致MCF7细胞迁移能力增强(P<0.05);Western blot结果表明,cGAS上调后上皮标记蛋白E-cadherin表达下降(P<0.05),间质标记蛋白N-cadherin表达增加(P<0.05)。结论:cGAS上调可增强乳腺癌细胞的增殖和迁移能力,诱导乳腺癌细胞EMT发生。

基于液质联用技术的环二核苷酸cGAMP定量检测方法的建立与评估

目的:建立基于液质联用技术的定量检测环鸟苷酸-腺苷酸(cGAMP)的方法体系,用于评价细胞内DNA感受器环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cGAS)的活性。方法:在人白血病单核细胞系U937中,以脂质体转染鲱鱼精DNA(HT-DNA)的方式诱导cGAMP合成,采用甲醇-乙腈萃取法提取细胞中的cGAMP分子,真空干燥后利用液相色谱-质谱多反应监测技术(LC-MS/MRM)对cGAMP进行定量检测。同时利用蛋白质免疫印迹法和实时荧光定量PCR体系对细胞中cGAMP产生后的常规生物学效应指标进行检测,以评价该方法的可靠性。结果与结论:建立的基于液质联用技术检测方法实现了对细胞中cGAMP分子的定量分析。该方法具有特异性好、灵敏度高的特点,为深入研究cGAS的活性调控机制提供了技术支撑。

cGAS-STING通路的调控机制及其相关药物研究进展

鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cGAS)、干扰素基因刺激因子(STING)均为细胞内受体,参与细胞对双链DNA的识别。由cGAS激活的STING通路是近年来研究较为热门的信号通路,可介导细胞自噬、细胞死亡,发挥促炎、抗病毒、抗肿瘤等多种效应。随着研究深入,对cGAS-STING通路相关分子机制的了解逐渐增多,调控该通路有了较强的理论基础。鉴于cGAS-STING通路参与多种病理生理学功能,故针对cGAS-STING通路相关抑制剂、激动剂的研发具有潜在的临床应用价值。文章就cGAS-STING通路的各调控位点及其相关抑制剂、激动剂进行综述。

cGAS-STING通路在抗感染免疫的研究进展

cGAS-STING通路是近年来受到广泛关注的一种天然免疫机制。环鸟苷酸腺苷酸合成酶(cyclic GMP-AMPsynthase,cGAS)识别胞质DNA后催化ATP、GTP合成环鸟苷酸-腺苷酸(cyclic GMP-AMP,cGAMP),cGAMP进而结合并激活干扰素基因刺激因子(stimulator of interferon genes,STING),诱发Ⅰ型干扰素产生等先天免疫反应。越来越多的研究表明,cGAS-STING通路在感染性疾病、自身免疫性疾病以及肿瘤免疫等发挥重要作用。本文就cGAS-STING通路的激活及其在抗病毒、细菌和寄生虫等病原微生物感染中的免疫反应和作用机制展开综述,以期为感染性疾病治疗靶点的发掘提供新的线索。

蛋白质翻译后修饰对环磷酸鸟苷-腺苷酸合成酶功能的调控

环磷酸鸟苷-腺苷酸合成酶-干扰素基因刺激因子信号通路是细胞感知细胞质中异常存在的双链DNA的主要效应器,对于该信号通路的调节,可以通过调控细胞质内DNA识别受体环磷酸鸟苷-腺苷酸合成酶的功能来完成。近年来研究发现,蛋白质翻译后修饰,包括磷酸化、乙酰化、泛素化、甲基化、类泛素修饰等在固有免疫信号通路的调节中具有重要功能。本文就蛋白质翻译后修饰如何通过不同的机制对环磷酸鸟苷-腺苷酸合成酶的功能及其下游的信号通路产生多种多样的影响进行阐述。

cGAS/STING信号通路调控缺血性脑卒中的机制及中药干预研究进展

缺血性脑卒中是临床常见的脑血管疾病,其发病率逐年上升。针对卒中的临床治疗目前以溶栓及静脉取栓等为主,这两种方式受时间限制较大,遗留病症较多,降低患者生存质量。研究发现,在卒中病理过程中存在多种通路机制,其中环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cGAS)/干扰素基因刺激因子(STING)通路就是其中一种。目前针对缺血性脑卒中的发生发展及中药干预卒中的机制国内外研究人员做了大量研究,结果发现中药调控cGAS/STING通路可以降低炎症反应和氧化应激,并减少神经细胞死亡,有效减轻卒中的脑损伤,对于改善卒中的症状及改善预后方面具有独特优势。该文主要归纳总结了近年来cGAS/STING通路调控卒中的机制及相关中药干预研究进展,以期为缺血性脑卒中的中医药特色治疗提供新思路。

DDX60促进系统性红斑狼疮患者PBMCs中Ⅰ型干扰素的表达

目的探究DExD/H盒解旋酶60(DDX60)通过调控dsDNA-cGAS-IFN-Ⅰ通路对系统性红斑狼疮(SLE)进展的作用机制。方法通过分析RNA测序数据集发现DDX60 mRNA水平在SLE患者和健康人外周血单个核细胞(PBMCs)中的差异。分析SLE患者PBMCs的DDX60 mRNA水平与疾病活动度的相关关系。通过α干扰素(IFN-α)刺激人源单核细胞系THP-1,明确DDX60是否为干扰素诱导基因(ISG)。通过沉默和敲除DDX60,再转染双链DNA(dsDNA)poly(dA:dT),利用RT-qPCR检测β1干扰素(IFNB1)的mRNA水平。结果RNA测序数据集和RT-qPCR结果表明DDX60在SLE患者PBMCs中高表达。相关性分析表明,SLE患者PBMCs的DDX60 mRNA水平与疾病活动度呈正相关关系。IFN-α可以诱导THP-1细胞表达DDX60,表明DDX60是ISG。沉默DDX60后,poly(dA:dT)诱导的IFNB1 mRNA水平显著降低。结论DDX60在SLE患者PBMCs中高表达,IFN-Ⅰ-DDX60-dsDNA-cGAS-IFN-Ⅰ正反馈通路参与SLE进展,可能成为SLE临床诊治的靶点,具有诊断及预后评估价值。

现代与传承:STING激动剂的双重视角

cGAS-STING信号通路是免疫系统中的关键调节因子,对肿瘤免疫治疗具有重要的研究和应用前景。该信号通路激活STING蛋白后,能够促进I型干扰素(IFN-I)的产生,并进一步影响树突细胞的成熟,增强T淋巴细胞和自然杀伤(NK)细胞的攻击力,从而连接先天免疫和适应性免疫反应。文章重点回顾了化学类STING激动剂以及中药成分对cGAS-STING信号通路的调节作用。这些研究不仅揭示了STING激动剂的分子机制,而且为开发新型免疫调节剂提供了理论基础。此外,文章还探讨了中药成分与现代药物设计的结合潜力,为未来免疫治疗的研究提供了新的视角和策略。

cGAS-STING信号通路在脑肿瘤中的研究进展

环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cGAS)-干扰素基因刺激因子(STING)信号通路是STING激活的经典途径,其在激发天然免疫方面的作用近年来逐渐被广泛关注。cGAS可识别并结合内源性或外源性DNA,催化三磷酸腺苷(ATP)和三磷酸鸟苷(GTP)合成环鸟苷酸-腺苷酸(cGAMP),继而激活STING信号,促进Ⅰ型干扰素(IFN)和炎性因子的产生,诱导天然免疫和适应性免疫。现有研究表明,cGAS-STING信号通路在感染、炎症、肿瘤等的治疗中发挥着重要作用,尤其是在临床治疗效果欠佳的高级别胶质瘤的治疗中也有着巨大潜力。本文将对cGAS-STING信号通路做简要概述并总结其在脑肿瘤中的作用及机制,以期为脑肿瘤治疗靶点和治疗药物的发掘提供新思路。