综述:cGAS-STING与自噬的交互作用:分子机制与靶向治疗

【字体: 时间:2025年10月10日 来源:Archives of Toxicology 6.9

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  本综述系统解析了cGAS-STING通路与自噬(autophagy)之间的双向调控机制及其在疾病中的作用,重点探讨了通过靶向干预该网络治疗自身免疫病(如系统性红斑狼疮/SLE)和肿瘤的新型策略(如联合使用STING激动剂与自噬诱导剂),为免疫调控疾病的精准治疗提供理论框架。

  
Abstract
细胞质DNA感受通路cGAS-STING与自噬是先天免疫和细胞稳态中两个进化上高度保守的系统。cGAS-STING通过检测错误定位的DNA(如线粒体DNA/mtDNA),介导干扰素(IFN)和细胞因子产生以引发炎症反应;而自噬通过降解受损细胞器和病原体维持内环境平衡。研究表明,这两大系统存在密切的双向调控:自噬可通过溶酶体降解途径清除免疫刺激型DNA及STING蛋白本身,从而抑制cGAS-STING的过度激活;相反,cGAS-STING信号也可通过TBK1介导的自噬衔接蛋白(如OPTN、NDP52等)磷酸化,诱导自噬发生以减轻细胞自身损伤。
这一调控网络的失衡直接参与多种疾病的发生。例如,在系统性红斑狼疮(SLE)中,自噬功能缺陷导致mtDNA积累,进而持续激活cGAS-STING通路,诱发I型干扰素病(interferonopathy);而在肿瘤环境中,STING的持续活化反而会抑制自噬依赖的肿瘤监视功能,促进肿瘤免疫逃逸。
目前针对该通路的治疗策略正快速发展:在干扰素相关疾病中,联合使用cGAS-STING抑制剂与自噬增强剂可有效抑制炎症反应;而在肿瘤治疗中,STING激动剂与自噬诱导剂的联用则可增强抗肿瘤免疫应答。通过整合临床前与临床研究证据,本综述为开发靶向cGAS-STING–自噬回路的情境特异性疗法提供了理论基础,推动免疫失调性疾病迈向精准治疗新时代。
分子机制与调控网络
cGAS(cyclic GMP-AMP synthase)作为胞质DNA传感器,在识别双链DNA后催化合成第二信使2'3'-cGAMP,后者激活内质网上的STING(Stimulator of Interferon Genes)蛋白。活化的STING进一步招募TBK1(TANK-binding kinase 1)并磷酸化IRF3,诱导I型干扰素表达。自噬则通过形成自噬体-溶酶体复合物,选择性降解胞内成分。
两者交叉调控的核心分子事件包括:
  1. 1.
    自噬对cGAS-STING的负反馈调节:通过自噬受体(如p62/SQSTM1)识别泛素化的STING,并将其运送至溶酶体降解;同时自噬可清除胞内积累的mtDNA和微生物DNA,从源头抑制cGAS激活。
  2. 2.
    STING对自噬的正向诱导:活化的STING-TBK1复合物可直接磷酸化自噬衔接蛋白OPTN(optineurin)和NDP52,增强它们与LC3的结合能力,启动选择性自噬以限制炎症小体过度活化。
疾病中的失调机制
在自身免疫疾病中(如SLE、Aicardi-Goutières综合征),自噬功能受损导致核酸清除障碍,mtDNA泄漏至胞质后持续激活cGAS-STING,引起I型干扰素签名基因高表达,驱动慢性炎症。而在神经退行性疾病(如帕金森病、肌萎缩侧索硬化症/ALS)中,异常蛋白聚集体(如α-synuclein、TDP-43)可同时干扰自噬流和激活cGAS-STING通路,形成恶性循环。
在肿瘤微环境中,肿瘤细胞常利用表观遗传沉默或功能突变使STING信号失活,从而逃避天然免疫监视。另一方面,持续激活的STING信号可通过非经典NF-κB通路诱导自噬抑制蛋白表达,削弱抗肿瘤自噬反应。
靶向治疗策略
针对不同疾病背景,干预策略需双向调节:
  • 对于自身免疫及 interferonopathies:使用cGAS抑制剂(如RU.521)、STING拮抗剂(如H-151)联合自噬诱导剂(如雷帕霉素、二甲双胍)可恢复稳态。
  • 对于肿瘤免疫治疗:STING激动剂(如ADU-S100、c-di-GMP)与自噬诱导剂(如依维莫司、氯喹)联用,可增强抗原提呈与T细胞浸润,逆转免疫抑制微环境。
目前多项临床试验正在评估这些联合方案的安全性与有效性,旨在实现精准靶向cGAS-STING-自噬轴的治疗突破。
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