责编 | 兮
STING（Stimulator of interferon genes）是天然免疫应答途径中的关键受体蛋白。STING 能够识别细胞质的环状二核苷酸（cyclic dinucleotides，CDN），激活天然免疫应答。环状二核苷酸主要来源于哺乳动物细胞质DNA 受体cGAS（Cyclic GMP-AMP synthase）合成的2’3’-cGAMP，或者细菌感染过程中的c-di-AMP 和c-di-GMP。环状二核苷酸和STING 结合之后，导致STING 构象发生变化。STING 运用囊泡转运系统实现内质网向高尔基体的转运。STING 在高尔基体招募TBK1 激酶以及IRF3 转录因子，促进IRF3 的磷酸化和二聚体形成。IRF3 转移至细胞核，诱导一型干扰素（Type I IFN）和炎症因子的表达【1】，激活天然免疫应答。
STING信号通路不仅可以识别外源病原菌感染的DNA，而且可以识别自身细胞质中的DNA，诱发各种自身炎症性疾病。这里面研究最为广泛的是Trex1突变诱发的Aicardi–Goutières 综合症（AGS）。Trex1 功能突变的病人导致自身DNA积累，组成型激活cGAS-STING 信号通路，诱发自身免疫疾病。Trex1-/-小鼠与Sting-/-杂交后能够完全恢复自身炎症症状【2】。最近发现了一类STING 功能获得性突变（StingN154SStingV155M等）诱发的自身免疫疾病，其临床症状主要表现为肺部炎症及纤维化，皮肤炎症溃疡，T 细胞减少症等【3】。
德克萨斯大学西南医学中心的闫楠团队构建了StingN153S（小鼠N153S 突变对应人类 N154S 突变）小鼠疾病模型研究其致病机制，惊奇地发现StingN153S诱发的自身免疫疾病不依赖于IRF3-IFN 信号通路，而是依赖于STING诱发的ER Stress和T细胞凋亡【4,5】。这也表明STING介导的干扰素非依赖型的信号调控在生理病理条件下也发挥着重要功能。
为进一步揭示STING介导的干扰素非依赖型信号调控机制及功能，7月7日，闫楠团队（第一作者为邬建军博士）在Immunity杂志上发表了文章Interferon-Independent Activities of Mammalian STING Mediate Antiviral Response and Tumor Immune Evasion。
之前报道表明，STING的S365A突变可以特异性阻断IRF3的结合和磷酸化，同时也阻断了下游的干扰素信号通路，但是不影响STING的其它功能【6】。为了全面研究STING介导的干扰素非依赖型信号调控机制及功能，研究人员构建了StingS365A/S365A小鼠模型。首先分离获得小鼠的巨噬细胞和T细胞，用STING的激动剂处理研究下游的各种信号通路，发现StingS365A/S365A突变完全阻断了STING介导的干扰素和下游干扰素诱导基因（ISG）的表达，但是不影响NFκb诱导基因表达。同时，StingS365A/S365A突变特异性阻断IRF3磷酸化，并没有影响TBK1，p65磷酸化，也不影响LC3酯化，说明StingS365A/S365A突变不影响STING介导的NFκb和自噬信号通路。这些结果表明StingS365A/S365A在小鼠中能够精确地阻断IRF3-IFN信号通路。
运用StingS365A/S365A小鼠模型，研究人员首先在巨噬细胞和T细胞中做了一个全面的转录组分析研究STING介导的干扰素依赖型和非依赖性的信号通路，发现在巨噬细胞中STING激活主要介导干扰素相关的基因表达。聚类分析表明除了干扰素信号通路被激活之外，还发现了许多干扰素依赖型的抑制性信号通路，例如胆固醇合成，DNA损伤，mTOR信号通路等。STING抑制这些信号通路分子机制还需要进一步研究。有趣的是，研究人员发现T细胞的转录组分析结果恰恰相反，STING激活主要诱导干扰素非依赖型基因表达。
聚类分析表明STING激活可以诱导Th17、NFAT、NFκb、TCR、细胞应激（UPR）、细胞凋亡等信号通路，这些信号通路的激活不依赖于STING介导的干扰素合成。其中有些信号通路之前已经被发现和研究过，例如STING诱导的NFκb信号通路。研究人员之前也发现STING激活UPR和细胞凋亡不依赖于干扰素通路【5】。这些结果都是对转录组分析可靠性的很好印证。这里鉴定出来的STING介导的干扰素以外的信号通路也将会是未来研究的一些重要方向，同时也暗示STING在T细胞和适应性免疫中发挥着重要功能。
接下来，研究人员研究了STING介导的干扰素非依赖型信号通路在抗病毒途径中的功能。意外地发现，StingS365A/S365A小鼠的抗病毒功能显著高于Sting-/-，基本上达到了野生型小鼠的抗病毒水平。小鼠体内的病毒滴度也显著低于Sting-/-，和野生型相当。体外分离的巨噬细胞感染实验也证实StingS365A/S365A具备有很强的抗病毒功能。这些结果表明STING介导的干扰素非依赖型信号途径在抗HSV1感染过程中发挥着主导作用。在该文章审稿过程中，bioRxiv上有一篇类似的文章印证了这一结论。Russell Vance实验室也构建了StingS365A/S365A小鼠，他们的也发现STING抵抗HSV1感染不依赖于IRF3-IFN信号通路【7】。
为了研究STING在T细胞的功能，研究人员首先在体外用STING激动剂处理CD8+ T细胞，发现激动剂处理CD8+ T细胞可以诱导很强的细胞凋亡，并且不依赖于STING诱导的干扰素信号通路。但是STING激活不影响巨噬细胞凋亡。STING棕榈酰化抑制剂可以显著抑制激动剂诱导的T细胞凋亡，表明STING棕榈酰化是诱导T细胞凋亡必须条件。那么STING诱导T细胞凋亡在生理病理条件下有什么功能呢？研究人员设计了T细胞移植-肿瘤接种模型，从WT、Sting-/-、StingS365A/S365A小鼠中分离CD8+ T细胞移植至Rag1-/-小鼠中，然后接种B16肿瘤细胞。
发现相比于WT和StingS365A/S365A，Sting-/-CD8+ T细胞可以更好地控制B16肿瘤的生长。研究人员也分析了肿瘤组织和淋巴结中的T细胞凋亡，发现肿瘤组织中的CD8+ T细胞凋亡比例显著高于淋巴结。同时，肿瘤组织中的T细胞凋亡部分依赖于STING。Sting-/- CD8+ T细胞凋亡比率显著低于WT和StingS365A/S365A，这也解释了为什么Sting-/-CD8+ T细胞可以更好地控制肿瘤生长。
这一结果表明肿瘤细胞可以诱导STING介导的T细胞凋亡，从而逃逸肿瘤免疫识别。目前，STING在肿瘤免疫治疗途径中发挥着重要功能，多家制药公司都在开发STING激动剂用于癌症治疗。最近美国Aduro Biotech公司研发的STING激动剂ADU-S100的在小鼠中的实验表明，低剂量的ADU-S100处理可以诱导很强的CD8+ T细胞免疫应答，表明ADU-S100可能激活肿瘤组织中的髓系细胞，从而活化CD8+ T细胞免疫反应。但是高剂量ADU-S100处理完全阻断了CD8+ T免疫应答，很可能高剂量ADU-S100诱导了CD8+ T细胞凋亡【8】。因此，STING在肿瘤免疫治疗过程中是一把双刃剑，需要优化STING激动剂剂量，最大化发挥优势同时避免T细胞凋亡，才能达到更好肿瘤治疗效果。总之，这一结果揭示了STING介导的干扰素非依赖型信号通路在抗病毒和肿瘤免疫应答途径中的重要功能。
如果觉得《研究人员揭示肿瘤免疫逃逸的新途径》对你有帮助，请点赞、收藏，并留下你的观点哦！
