STING激活ZBP1介导的PANoptosis防御HSV-1视网膜感染的作用机制与治疗新策略

《Journal of Neuroinflammation》：STING activates ZBP1-mediated PANoptosis to defend against HSV-1 retinal infection

本研究针对疱疹 simplex 病毒1型(HSV-1)引起的急性视网膜坏死(ARN)缺乏特异性治疗方案的临床难题，揭示了STING-ZBP1-PANoptosis信号轴在视网膜抗病毒防御中的关键作用。研究人员通过基因敲除小鼠模型证明STING缺失会导致ZBP1介导的PANoptosis通路受损，显著加重HSV-1感染引起的视网膜坏死。研究发现ZBP1激动剂CBL0137能有效恢复STING缺陷条件下的抗病毒反应，为ARN治疗提供了新的靶向策略。

　　

在眼科感染性疾病领域，疱疹 simplex 病毒1型(HSV-1)引起的急性视网膜坏死(ARN)一直是个棘手的临床难题。这种严重的眼部感染疾病以快速视网膜坏死为特征，是导致感染性失明的主要原因之一。目前临床治疗主要依赖广谱抗病毒药物，如更昔洛韦和阿昔洛韦，但这些药物缺乏对疾病病理生理机制的针对性，且存在耐药性和不良反应的报道。面对这一治疗困境，探索宿主免疫应答机制成为突破治疗瓶颈的关键。

发表在《Journal of Neuroinflammation》的研究由刘伟等学者完成，他们聚焦于干扰素基因刺激因子(STING)这一先天免疫关键分子在HSV-1视网膜感染中的作用机制。研究人员通过系统的实验设计，揭示了STING通过激活Z-DNA结合蛋白1(ZBP1)介导的PANoptosis（一种炎症性程序性细胞死亡通路）来防御HSV-1视网膜感染的新机制。

研究采用的主要技术方法包括：建立小鼠玻璃体内(IVT)HSV-1注射模型模拟人类ARN；利用STING和ZBP1基因敲除小鼠进行表型分析；通过RNA测序(RNA-seq)和单细胞RNA测序(scRNA-seq)分析基因表达谱；采用蛋白质印迹(WB)和免疫荧光(IF)检测蛋白表达与定位；使用流式细胞术分析视网膜免疫细胞群体；并通过体外细胞实验验证分子机制。

IVT注射HSV-1导致神经炎症

研究人员首先建立了小鼠玻璃体内HSV-1注射模型，成功模拟了人类ARN的关键特征。研究发现，HSV-1感染可引起视网膜血管扩张和渗漏、视盘水肿以及视网膜白变等典型病变。组织学分析显示，感染后出现明显的免疫细胞浸润、视网膜折叠和脱离等病理改变。病毒包涵体在感染后3天即可在视网膜中观察到，表明病毒活跃复制。

STING缺陷小鼠对HSV-1视网膜感染高度敏感

STING敲除(KO)小鼠在HSV-1感染后表现出更严重的疾病表型，包括角膜溃疡、视网膜坏死加重以及病毒载量显著增加。免疫荧光分析显示，STING缺陷导致病毒在视网膜多种细胞类型中的分布更广泛，包括神经节细胞、双极细胞、米勒胶质细胞/星形胶质细胞和无长突细胞。

STING对小鼠视网膜中多种抗病毒通路的激活至关重要

RNA-seq分析揭示，STING缺失显著削弱了HSV-1感染触发的抗病毒反应，包括干扰素信号通路、自噬相关基因和NF-κB信号成分的表达。值得注意的是，STING缺陷还全局性地抑制了细胞焦亡、凋亡和坏死性凋亡等程序性细胞死亡通路。

STING在HSV-1感染后激活PANoptosis是必需的

研究发现STING对于HSV-1感染后PANoptosis的激活至关重要。STING缺陷导致PANoptosis标志物（包括GSDMD、caspase-3和P-MLKL）的表达显著降低，同时小胶质细胞/巨噬细胞中的细胞死亡减少。体外实验进一步证实，STING缺失完全阻断了HSV-1诱导的骨髓源性巨噬细胞(BMDMs)和原代小胶质细胞(PMs)的死亡。

STING通过促进Z-NA积累激活ZBP1和PANoptosis

机制研究表明，STING通过多种方式激活ZBP1：首先，STING通过干扰素信号增强ZBP1转录；其次，STING激活促进Z型核酸(Z-NA)的形成，进而激活ZBP1；第三，STING与ZBP1和Z-NA在HSV-1感染后形成复合物。实验证明，STING激动剂DMXAA处理可诱导Z-NA积累和ZBP1激活，而DNase I或RNase A处理可抑制这一过程。

ZBP1缺失使小鼠对HSV-1视网膜感染更敏感

与STING缺陷表型相似，ZBP1敲除小鼠在HSV-1感染后表现出更严重的视网膜病变和病毒载量增加。ZBP1缺失导致PANoptosis通路受损，但不影响STING信号传导，表明ZBP1位于STING下游发挥作用。

ZBP1激动剂CBL0137在体外和体内防御HSV-1感染

研究人员测试了ZBP1激动剂Curaxin CBL0137(CBL)的治疗潜力。结果显示，CBL处理能显著抑制HSV-1在野生型和STING缺陷型巨噬细胞和小胶质细胞中的复制，并诱导细胞死亡。在动物实验中，CBL治疗改善了WT和STING^-/-小鼠的眼部病变，减少了病毒载量，显示出良好的治疗效果。

该研究首次揭示了STING-ZBP1-PANoptosis信号轴在HSV-1视网膜感染中的关键作用，为理解视网膜抗病毒免疫机制提供了新视角。研究发现不仅阐明了STING通过多种机制激活ZBP1介导的PANoptosis来限制病毒复制的分子通路，还证明了ZBP1激动剂CBL0137在治疗HSV-1视网膜感染中的潜在应用价值。这一发现为开发针对ARN的靶向治疗策略提供了理论依据，可能成为传统广谱抗病毒疗法的重要补充。未来研究可进一步探索STING-ZBP1信号在不同病毒剂量和病毒类型中的调控机制，以及其在其他神经病毒感染中的作用，为眼部感染性疾病的免疫治疗开辟新的方向。