STING介导的线粒体Drp1/N-GSDMD协同作用促进mtDNA释放加剧脓毒症肺损伤的机制研究

本研究针对脓毒症诱发的急性肺损伤(ALI)中STING信号通路与线粒体动态失衡的关联机制展开探索。研究人员发现巨噬细胞中STING激活通过调控线粒体钙流，促进Drp1与N-GSDMD在线粒体膜上的协同聚集，形成正反馈循环加剧线粒体损伤和mtDNA释放。该成果发表于《Cellular and Molecular Life Sciences》，为靶向STING-mtDNA轴治疗ARDS提供了新策略。

　　

急性呼吸窘迫综合征(ARDS)作为危重症患者的主要死因，其死亡率高达40%，而脓毒症是诱发ARDS的最常见病因。在COVID-19疫情中，研究者发现肺泡巨噬细胞的异常激活与线粒体功能紊乱密切相关。然而，STING（干扰素基因刺激因子）通路如何通过调控线粒体动态参与这一过程，始终是未解之谜。武汉大学人民医院胸外科的研究团队通过临床样本分析和动物实验，首次揭示了STING-Drp1-GSDMD轴在脓毒症肺损伤中的关键作用，相关成果发表在《Cellular and Molecular Life Sciences》。

研究采用单细胞RNA测序(scRNA-seq)、蛋白质免疫共沉淀(Co-IP)和线粒体功能检测等关键技术，结合COVID-19患者支气管肺泡灌洗液样本和LPS诱导的小鼠ALI模型。通过构建巨噬细胞特异性STING敲除小鼠(STING^△MΦ)，使用线粒体钙抑制剂MCU-i4和GSDMD抑制剂双硫仑(DSF)进行功能验证。

GSDMD信号与STING在ALI中的相关性

通过分析GSE145926数据库发现，COVID-19患者肺泡巨噬细胞中STING与焦亡评分(PScore)呈显著正相关。LPS刺激后12小时，小鼠肺组织出现最严重的病理损伤，伴随STING/TBK1/IRF3通路持续激活和N-GSDMD在线粒体的富集。

双硫仑抑制N-GSDMD线粒体转位

5μM DSF预处理可显著减少LPS诱导的N-GSDMD在线粒体膜的锚定，通过PicoGreen染色证实其有效保留线粒体DNA(mtDNA)。Western blot显示DSF同时抑制STING磷酸化和下游IFN-β表达。

STING缺失影响Drp1线粒体聚集

shRNA沉默STING使线粒体分支长度增加47%，通过流式细胞术检测到Drp1线粒体定位减少7%。免疫荧光显示STING缺陷细胞中Drp1/N-GSDMD共定位减少，线粒体碎片化程度降低。

N-GSDMD与Drp1的直接互作

HDOCK分子对接显示两者结合自由能达-289.89 kcal/mol。293T细胞共转染实验证实，GSDMD-NT（1-276aa）与Drp1结合可引发乳酸脱氢酶(LDH)释放，而R137/K145/R151/R153四突变体(NT4A)仍保留结合能力但丧失膜穿孔功能。

STING通过线粒体钙调控互作

Rhod-2 AM染色显示STING缺失使线粒体钙离子浓度降低62%。MCU-i4预处理可减少ROS产生，并使线粒体N-GSDMD和Drp1蛋白水平分别下降58%和41%。

巨噬细胞STING缺失改善ALI

LYZ2-iCre介导的STING^△MΦ小鼠显示：肺泡壁厚度减少33%，JC-1检测显示线粒体膜电位提升，肺组织Drp1表达量降低2.1倍。STING拮抗剂H-151预处理可减轻病理损伤，使mtDNA释放减少71%。

该研究创新性揭示了STING作为线粒体-内质网接触(MERC)调控者的双重角色：一方面通过钙信号促进Drp1/N-GSDMD复合体在线粒体膜组装，另一方面响应释放的mtDNA形成炎症放大循环。这不仅阐明了ALI早期线粒体损伤的分子机制，更为临床使用DSF等靶向药物提供了理论依据。值得注意的是，Drp1与GSDMD的相互作用独立于焦亡执行功能，这为开发特异性阻断线粒体损伤而不影响免疫防御的治疗策略指明了新方向。