编辑推荐：
在病毒感染的研究中，cGAS-STING 通路诱导自噬的机制尚不明确。研究人员开展了关于 TRIM23 在 cGAS-STING 通路介导的抗病毒自噬中作用的研究，发现 cGAS-STING-TBK1-TRIM23 轴是关键自噬防御通路，为相关疾病治疗提供新思路。
在微观的人体免疫世界里，病毒与免疫系统的 “战争” 时刻都在上演。其中，单纯疱疹病毒（HSV）感染引发的疾病，如疱疹性脑炎等，严重威胁着人类健康。自噬作为细胞内重要的防御机制，在对抗病毒感染中起着关键作用。然而，在 HSV 感染时，细胞如何启动自噬来抵御病毒，这个过程中的分子机制却像一团迷雾，让科学家们困惑不已。特别是 cGAS-STING 通路，它虽然已知能引发干扰素（IFN）反应，也被认为是病毒感染或其他刺激下自噬的关键诱导因素，但它具体如何诱导自噬，下游的介导因子又有哪些，一直是学界亟待解决的问题。为了揭开这些谜团，来自美国克利夫兰诊所佛罗里达研究与创新中心、芝加哥大学等多个机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Nature Communications》上，为我们理解抗病毒免疫机制带来了新的曙光。
研究人员采用了多种关键技术方法。在细胞和动物实验方面，利用基因编辑技术构建了 Trim23 基因敲除小鼠模型以及 TBK1 基因敲除细胞系，为研究相关基因功能提供了重要工具 。同时，通过 RNA 干扰（RNAi）技术沉默特定基因，观察细胞和动物的反应变化。在检测分析层面，运用免疫印迹法（WB）检测蛋白质的表达、磷酸化及泛素化水平；采用实时荧光定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）测定基因转录水平；借助共聚焦显微镜和接近连接测定法（PLA）观察蛋白质的定位和相互作用。此外，还使用了体外激酶实验和 GTP 酶活性实验，探究蛋白质的酶活性变化。
研究结果如下：
- TRIM23 对 HSV-1 感染和病理的自噬控制至关重要：研究人员发现，Trim23 基因敲除小鼠在感染 HSV-1 后，死亡率显著增加，病毒在脑部的滴度和转录水平大幅上升，自噬相关蛋白 p62 的降解受到抑制，表明 TRIM23 在多种细胞类型中对 HSV-1 感染的自噬控制起着关键作用，且其缺失会加重 HSV-1 诱导的中枢神经系统病理变化12。
- TRIM23 通过自噬而非干扰素反应限制 HSV-1 复制：实验表明，沉默 TRIM23 会增强 HSV-1 在多种细胞中的复制，但对细胞因子和干扰素刺激基因（ISG）的转录表达影响不明显，且在干扰素受体缺陷的细胞中，TRIM23 仍能抑制 HSV-1 复制，说明 TRIM23 主要通过自噬而非抗病毒 IFN 反应来限制 HSV-1 复制34。
- RING 结构域 S39 位点磷酸化激活 TRIM23 的 E3 连接酶活性：研究人员通过质谱分析鉴定出 TRIM23 的 S39 位点磷酸化，该位点位于 RING 结构域。感染 HSV-1 后，TRIM23 的 S39 位点磷酸化水平显著升高，且与泛素化水平相关。非磷酸化的 S39A 突变体几乎完全丧失 K27 连接的泛素化能力，而模拟磷酸化的 S39D 和 S39E 突变体则具有与野生型相当的泛素化水平，表明 S39 位点磷酸化对 TRIM23 的 E3 泛素连接酶活性至关重要56。
- S39 磷酸化促进 TRIM23 的 GTP 酶活性和抗病毒自噬：S39A 突变体的 GTP 酶活性严重受损，而 S39D 和 S39E 突变体则具有高效的 GTP 酶活性。在细胞实验中，野生型 TRIM23 以及 S39D 和 S39E 突变体能有效诱导 GFP-LC3B 斑点形成和 LC3B-I 向 LC3B-II 的转化，促进与自噬受体 p62 的共定位，并有效限制 HSV-1 感染，而 S39A 突变体则表现不佳，说明 S39 磷酸化对于 TRIM23 引发自噬和抑制 HSV-1 复制是必需的78。
- TBK1 磷酸化 TRIM23 的 S39 位点诱导自噬：通过生物信息学预测和 RNAi 筛选，研究人员确定 TBK1 是负责 TRIM23 S39 位点磷酸化的关键激酶。实验证明，TBK1 能直接磷酸化 TRIM23，其异位表达可增强 TRIM23 的磷酸化和泛素化，而抑制 TBK1 则会降低这些反应。在 TBK1 基因敲除细胞中，TRIM23 的 S39 位点磷酸化完全丧失，且无法诱导 GFP-LC3B 斑点形成，进一步证实了 TBK1 介导的 TRIM23 S39 位点磷酸化促进自噬的作用910。
- cGAS 促使 TBK1 介导 TRIM23 S39 磷酸化以诱导自噬：研究发现，沉默内源性 cGAS 会显著降低 HSV-1 感染的原代人真皮成纤维细胞中 p62 的降解和 LC3B-I 向 LC3B-II 的转化，而刺激 cGAS-STING 通路则能促进 TRIM23 的磷酸化、泛素化和 GTP 酶活性，诱导自噬。此外，cGAS 刺激引发的自噬依赖于 TBK1 和 TRIM23，而与 IRF3 无关，表明 cGAS 刺激可引发 TBK1 介导的 TRIM23 磷酸化和激活，从而诱导自噬1112。
- TBK1 - TRIM23 前馈激活环由不同的亚细胞定位决定：研究表明，TRIM23 和 TBK1 之间存在复杂的相互作用，形成前馈激活环。cGAS-STING 激活后，TRIM23 首先在高尔基体被 TBK1 磷酸化，随后引发自身泛素化和 GTP 酶活性，促进 TBK1 的寡聚化和转位至自噬体，最终导致 p62 磷酸化，调控自噬过程1314。
- TRIM23 与 STING 和 TBK1 形成复合物，促进自噬：在 HSV-1 感染或 dsDNA 刺激后，TRIM23 与 STING 和 TBK1 形成三元复合物。TRIM23 通过与 STING 的环二核苷酸结合域（CBD）相互作用，并被共招募的 TBK1 磷酸化，从而促进自身激活和自噬诱导15。
- HSE 相关的 TBK1 生殖系突变损害 TRIM23 激活和 HSV-1 诱导的自噬：携带 TBK1 G159A 突变的患者成纤维细胞在 HSV-1 感染后，内源性 TBK1 磷酸化、LC3B-I 向 LC3B-II 的转化以及 p62 磷酸化均受损，表明自噬功能缺陷。在 TBK1 基因敲除的 HEK293T 细胞中，野生型 TBK1 能诱导 TRIM23 S39 位点磷酸化，而 G159A 突变体则不能，进一步证实该突变导致的自噬缺陷是由于 TRIM23 激活受阻1617。
综上所述，该研究揭示了 TRIM23 在 cGAS-STING 通路介导的抗病毒自噬中的核心作用，确定了 cGAS-STING-TBK1-TRIM23 轴为关键的自噬防御通路。这一发现不仅加深了我们对病毒感染时自噬调控机制的理解，也为开发针对病毒感染性疾病和炎症性疾病的新型治疗策略提供了重要的理论依据。未来，研究人员可以进一步探索该通路在其他病毒感染中的作用，以及如何通过调节该通路来优化抗病毒治疗方案，为人类健康事业带来新的希望。
