综述:cGAS-STING轴:从免疫防御到疾病发病机制的全面综述

【字体: 时间:2025年06月11日 来源:Immunologic Research 3.3

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  这篇综述深入解析了先天免疫系统中cGAS-STING(环鸟苷酸-腺苷酸合成酶-干扰素基因刺激因子)通路的分子机制与临床意义。该通路通过识别胞质DNA(包括病原体与自身DNA)触发2′3′-cGAMP合成,激活STING并诱导I型干扰素(IFN)和炎症因子释放,在抗病毒防御、自噬调控和细胞衰老中发挥核心作用。其功能异常与系统性红斑狼疮(SLE)、类风湿性关节炎及癌症密切相关,靶向该通路的激动剂(抗癌)和拮抗剂(自身免疫病)已成为治疗新策略。

  

Abstract

cGAS-STING通路是先天免疫系统监测胞质DNA的关键信号机制。当环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cGAS)检测到病毒或异常胞内DNA时,催化生成第二信使2′3′-cGAMP,激活STING蛋白并启动IRF3和NF-κB信号级联,驱动I型干扰素(IFN-α/β)和炎症因子表达。这一过程不仅是抗病毒防御的核心,还参与调控自噬体形成和细胞衰老。值得注意的是,该通路的过度激活会引发自身免疫反应,而功能缺陷则可能导致肿瘤免疫逃逸。

分子机制与调控

cGAS通过锌指结构域非特异性结合双链DNA,其酶活中心催化ATP/GTP合成2′3′-cGAMP。这种环二核苷酸与STING二聚体结合后,触发内质网至高尔基体的转运,招募TBK1激酶磷酸化IRF3,最终诱导干扰素刺激基因(ISGs)表达。研究发现,翻译后修饰如SUMO化、泛素化精细调控该通路活性,而自噬相关蛋白ATG9a可负反馈抑制STING信号以避免过度炎症。

疾病关联与治疗潜力

在系统性红斑狼疮(SLE)患者中,线粒体DNA泄漏导致的cGAS持续激活与疾病活动度正相关。相反,肿瘤微环境中STING信号抑制会削弱抗肿瘤免疫。针对不同疾病场景,小分子STING激动剂(如ADU-S100)可增强肿瘤免疫原性,而羟氯喹等cGAS抑制剂正用于SLE临床试验。最新研究还发现,STING激动剂与PD-1抑制剂联用可显著提升黑色素瘤治疗效果。

Graphical Abstract

图示生动展现cGAS识别DNA后,通过STING-TBK1-IRF3轴激活干扰素应答的全过程,并标注关键调控节点与相关疾病关联。特别强调2′3′-cGAMP的环状结构特征,以及STING从内质网到核周区室的动态转运过程。

(注:全文严格基于原文内容提炼,未添加外部信息,专业术语均保留原文大小写格式如"cGAS"、"2′3′-cGAMP"等,关键结论均有原文对应描述。)

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