cGAS-STING信号通路在疾病中的作用

环GMP-AMP合成酶(cyclic GMP-AMP synthase,cGAS)是一种新发现的DNA感受器.近年来,越来越多的研究表明它介导的干扰素基因刺激因子(stimulator of interferon genes,cGAS-STING)信号通路参与了多种疾病的发生与发展.深入了解cGAS-STING信号通路...     

cGAS-STING信号通路：免疫监视的重要机制

免疫系统识别病原微生物的主要机制之一是识别其核酸。环磷酸鸟苷-腺苷合成酶(cGAS)是一种胞质DNA感受器,感知病原DNA后激活cGAS-STING通路。该通路不仅介导天然免疫应答以抵抗多种含DNA的病原微生物感染,还能感知肿瘤来源的DNA而产生抗肿瘤免疫应答。然而,自体DNA对cGAS-STING通路的异常激活也会导致自身免疫性和炎症性疾病。本文综述了cGAS-STING信号通路及其在抗病毒天然免疫中的调控作用与功能,阐述了cGAS-STING通路在抗病毒感染和疾病中发挥的作用。     

cGAS/STING通路的生物学功能及其在细菌感染中的作用北大核心

先天免疫是宿主抵御外来病原体入侵的第一道防线,而模式识别受体(pattern recognition receptors,PRRs)是介导先天免疫应答关键分子。PRRs通过识别病原体相关分子模式(pathogen associated molecular patterns,PAMPs)来激活宿主先天免疫反应。二十一世纪先天免疫领域里程碑式发现-环磷酸鸟苷腺苷合成酶(cyclic GMP-AMP synthase,cGAS),cGAS在宿主先天免疫过程中发挥重要作用,通过识别外源DNA产生第二信使2’,3’-环化鸟苷酸腺苷酸(2’,3’-cyclic guanosine monophosphate adenosine monophosphate,2’,3’-cGAMP)来介导干扰素基因刺激因子(stimulator of interferon genes,STING)的活化,从而促进下游干扰素(IFN)和其他细胞因子分泌来发挥宿主的抗病毒反应。近年研究发现,cGAS/STING通路在宿主抗细菌感染过程中发挥着重要作用,同时细菌也进化出不同机制来拮抗cGAS/STING通路。本文主要对cGAS/STING通路的生物学功能及其在细菌感染中的作用进行综述,为进一步研发新型抗菌药物提供理论参考。     

新型胞质DNA感受通路：cGAS-STING的研究进展

细胞胞质中存在的游离DNA一直被宿主的固有免疫系统当做潜在的危险信号,但免疫系统识别和清除这些危险信号的机制还不明确.近几年有研究发现,DNA感受器(DNA sensor)是宿主感受DNA和免疫防御的桥梁,目前已经有超过10种DNA感受器被发现,而干扰素刺激基因(stimulator of interferon genes,STING,也称为TMEM173、MPYS、MITA和ERIS)作为一种DNA感受通路下游关键的接头分子,在感受胞质DNA和免疫防御方面起着重要的信号传递作用,胞质中的DNA可通过DNA感受器激活STING,再激活Ⅰ型干扰素和其他细胞因子,进而启动机体的免疫反应.近些年,胞质中游离DNA如何激活STING,进而如何在体内启动免疫反应以产生抗病毒或抗菌作用的机制研究取得了显著进展.最近,在哺乳动物细胞中发现了一种新型的核酸转移酶cGAS(cyclic GMP-AMPsynthase),它能识别DNA并能产生一种内源性的环化二核苷酸cGAMP(cyclic GMP-AMP)激活STING.本文将最近关于cGAS的发现、胞质DNA通过cGAS激活STING及STING活化后激活机体免疫反应的机制进行了综述.     

非洲猪瘟病毒I226R蛋白抑制cGAS-STING通路介导的天然免疫应答

本研究旨在探究非洲猪瘟病毒(African swine fever virus, ASFV) I226R蛋白(I226R protein, pI226R)抑制cGAS-STING信号通路的作用机制。利用双荧光素酶报告系统和实时荧光定量PCR (real-time quantitative PCR, qPCR)证明pI226R显著抑制cGAS-STING通路介导的I型干扰素及干扰素刺激相关基因的产生。免疫共沉淀及激光共聚焦显微镜试验发现pI226R与cGAS蛋白相互作用。免疫印迹分析证明pI226R通过自噬-溶酶体途径促进cGAS蛋白的降解。同时,pI226R阻碍了cGAS与E3泛素连接酶三基序蛋白56 (tripartite motif protein 56, TRIM56)的结合,导致cGAS的单泛素化减弱,从而抑制了cGAS的活化和cGAS-STING通路的激活。总之,本研究证明ASFV pI226R通过拮抗cGAS进而抑制宿主的抗病毒天然免疫反应,进一步增加了对研究ASFV免疫逃逸机制的理解,为疫苗的研发提供了理论基础。     

cGAS guards against chromosome endto-end fusions during mitosis and facilitates replicative senescence

As a sensor of cytosolic DNA, the role of cyclic GMP-AMP synthase (cGAS) in innate immune response is well established, yet how its functions in different biological conditions remain to be elucidated. Here, we identify cGAS as an essential regulator in inhibiting mitotic DNA double-strand break (DSB) repair and protecting short telomeres from end-to-end fusion independent of the canonical cGAS-STING pathway. cGAS associates with telomeric/subtelomeric DNA during mitosis when TRF1/TRF2/POT1 are deficient on telomeres. Depletion of cGAS leads to mitotic chromosome end-to-end fusions predominantly occurring between short telomeres. Mechanistically, cGAS interacts with CDK1 and positions them to chromosome ends. Thus, CDK1 inhibits mitotic non-homologous end joining (NHEJ) by blocking the recruitment of RNF8. cGAS-deficient human primary cells are defective in entering replicative senescence and display chromosome end-to-end fusions, genome instability and prolonged growth arrest. Altogether, cGAS safeguards genome stability by controlling mitotic DSB repair to inhibit mitotic chromosome end-to-end fusions, thus facilitating replicative senescence.     

cGAS-STING通路在细菌感染中的作用

环磷酸鸟苷-腺苷合成酶(cyclic guanosine monophosphate-adenosine monophosphate synthase,c GAS,又称为MB21D1或C6orf150)是一种胞质DNA感受器,能识别胞质中的双链DNA(double strand DNA,ds DNA),并形成2∶2型复合物,催化腺苷三磷酸(adenosine triphosphate,ATP)和鸟苷三磷酸(guanosine triphosphate,GTP)形成环鸟苷酸腺苷酸(cyclic guanosine monophosphate-adenosine monophosphate,c GAMP)。c GAMP作为第二信使激活干扰素基因刺激分子(stimulator of interferon gene,STING),进而产生Ⅰ型干扰素及其他细胞因子。近年来,多项研究表明,c GAS-STING通路在病毒感染免疫中发挥重要作用,包括人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)、人乳头瘤病毒(human papilloma virus,HPV)和乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)等,但关于c GAS在细菌感染中的作用的研究较少。就近年来国内外对c GAS及c GAS在细菌感染中的作用作一综述,为其在细菌感染相关的应用研究提供思路和借鉴。     

基于液质联用技术的环二核苷酸cGAMP定量检测方法的建立与评估

目的:建立基于液质联用技术的定量检测环鸟苷酸-腺苷酸(cGAMP)的方法体系,用于评价细胞内DNA感受器环鸟苷酸-腺苷酸合成酶(cGAS)的活性。方法:在人白血病单核细胞系U937中,以脂质体转染鲱鱼精DNA(HT-DNA)的方式诱导cGAMP合成,采用甲醇-乙腈萃取法提取细胞中的cGAMP分子,真空干燥后利用液相色谱-质谱多反应监测技术(LC-MS/MRM)对cGAMP进行定量检测。同时利用蛋白质免疫印迹法和实时荧光定量PCR体系对细胞中cGAMP产生后的常规生物学效应指标进行检测,以评价该方法的可靠性。结果与结论:建立的基于液质联用技术检测方法实现了对细胞中cGAMP分子的定量分析。该方法具有特异性好、灵敏度高的特点,为深入研究cGAS的活性调控机制提供了技术支撑。     

cGAS-STING信号通路在畜禽疾病中的研究进展

cGAS-STING信号通路是一种细胞内DNA感受器,可以识别自身病变或外部进入细胞质中的双链DNA。其不仅与肿瘤、病毒和细菌感染及自身免疫系统疾病密切相关,而且在非特异性免疫系统中发挥重要作用。截至目前,国内外对于cGAS-STING信号通路的研究主要集中在哺乳动物肿瘤相关性疾病及与先天性免疫系统相关的疾病中,而通路对畜禽疾病调控的影响机制非常重要。本文以cGAS-STING信号通路在宿主受到病原感染中发挥的作用为切入点,对其在不同畜禽病原感染中的调控作用进行综合论述,以期为畜禽疾病的防控提供理论依据和参考。     

Nuclear cGAS: sequestration and beyond

The cyclic GMP-AMP(cGAMP)synthase(cGAS)has been identified as a cytosolic double stranded DNA sensor that plays a pivotal role in the type I interferon and inflammation responses via the STING-dependent signaling pathway.In the past several years,a growing body of evidence has revealed that cGAS is also localized in the nucleus where it is associated with distinct nuclear substructures such as nucleosomes,DNA replication forks,the double-stranded breaks,and centromeres,suggesting that cGAS may have other functions in addition to its role in DNA sensing.However,while the innate immune function of cGAS is well established,the non-canonical nuclear function of cGAS remains poorly understood.Here,we review our current understanding of the complex nature of nuclear cGAS and point to open questions on the novel roles and the mechanisms of action of this protein as a key regulator of cell nuclear function,beyond its well-established role in dsDNA sensing and innate immune response.     

脂联素调节糖脂代谢相关信号通路的研究进展

脂联素是一种主要由脂肪组织分泌的脂肪细胞因子,具有调节糖脂代谢、增强胰岛素敏感性、抗炎和抗动脉粥样硬化等多种作用。在脂联素介导的信号通路中,脂联素首先与脂联素受体(AdipoR)位于膜外的羧基端结合,再通过AdipoR膜内的氨基端与信号接头蛋白结合,进而激活下游的多条信号通路,其中腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)是脂联素信号通路中的关键分子,活化的AMPK可以使其下游的乙酰辅酶A羧化酶(ACC)、p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)、磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)等多种胞质信号分子磷酸化,介导细胞能量代谢。本文重点综述了脂联素通过AMPK调节糖脂代谢的信号通路的研究进展。     

非洲猪瘟病毒拮抗宿主cGAS-STING信号通路的研究进展

非洲猪瘟病毒（African swine fever virus,ASFV）拥有多种逃逸宿主免疫应答的策略,造成病毒难以被宿主清除。cGAS-STING信号通路介导的天然免疫在抗ASFV感染中发挥了重要作用,然而病毒编码的多个蛋白靶向该通路中的不同分子以拮抗宿主的I型干扰素应答。利用基因编辑技术敲除这些病毒基因后,ASFV对宿主的致病性降低,成为基因缺失疫苗的研制潜在靶点。本文对目前已知参与调控宿主cGAS-STING信号通路的病毒蛋白进行总结,旨在阐明这些蛋白免疫逃逸cGAS-STING信号通路的分子机制,加深对ASFV免疫逃逸策略的理解,以期为ASFV致病机制研究与疫苗创制提供参考。     

细胞骨架和cAMP/PKA信号通路的互动效应调控细胞行为的研究进展

细胞骨架的运动变化是一个多蛋白和多步骤参与的复杂过程。研究表明,环状腺苷酸（cyclic adenosine monophosphate,cAMP）作为第二信使,参与调控多种细胞信号转导,从而调控细胞骨架重排过程及其介导的细胞分裂、迁移、分化和黏附等。然而,另有文献报道,细胞骨架纤维排列首先通过影响信号通路中蛋白激酶的活性,进而影响细胞行为。该文结合课题组的实验结果就细胞骨架和cAMP信号通路互动效应调控细胞行为的研究进展作一综述。     

ABCA1介导胆固醇外流及抗炎的信号通路研究进展

ABCA1抗动脉粥样硬化的作用主要通过以下两种途径:介导细胞内胆固醇流出和抑制炎症。载脂蛋白与ABCA1的相互作用可激活多个信号通路,包括JAK2/STAT3、蛋白激酶A(PKA)、Rho家族G蛋白CDC42和蛋白激酶C(PKC)等信号通路。ABCA1通过修饰细胞膜脂筏或直接激活信号通路而介导脂质流出和发挥抗炎功能。对这些信号通路的认识,能为动脉粥样硬化相关疾病提供新的治疗靶点。     

异亮氨酸对鳜mTOR信号通路及氮代谢影响

通过脑室注射异亮氨酸, 探究短期内异亮氨酸对鳜(Siniperca chuatsi)雷帕霉素靶蛋白(Mammalian target of rapamycin, mTOR)信号通路及氮代谢影响。结果显示: 脑室注射异亮氨酸后, (1)促进鳜氨氮排泄; (2)谷氨酸脱氢酶基因(Glutamate dehydrogenase, GDH)、谷草转氨酶基因(Glutamic oxaloacetic transaminase, GOT)和腺苷酸脱氨酶基因(Adenosine monophosphate deaminase, AMPD)氮代谢基因相对表达量显著性上调(P<0.05); (3)鳜血糖含量在0.5h显著性降低(P<0.05); (4)激活了鳜肝脏mTOR信号通路, 促使下游分子核糖体蛋白S6磷酸化(P<0.05)。结果表明: 异亮氨酸能够激活鳜肝脏mTOR信号通路, 介导氨基酸代谢, 提高鳜氮代谢基因的转录水平, 促使氨氮排泄增多。     

cGAMP：一种新的哺乳动物第二信使

在细菌中已发现多种环二核苷酸如c-di-GMP、c-di-AMP和cGAMP等可作第二信使,但在哺乳动物中一直未鉴定成功。最新研究发现cGAMP在哺乳动物天然免疫信号通路中也发挥着第二信使作用。在DNA结合条件下cGAMP可由cGAMP合成酶（cGAS）催化生成,随后结合干扰素基因激活蛋白（STING）而诱导Ⅰ型干扰素依赖的天然免疫。这些研究为天然免疫信号通路提供了新的视野,有益于免疫治疗药物的开发。     

细菌c-di-AMP检测方法的研究进展

环二腺苷酸(cyclic diadenylate monophosphate,c-di-AMP)是一种广泛存在于细菌中的重要核苷酸第二信使分子,在病原体细菌,尤其是许多革兰阴性细菌中发挥着重要作用.研究表明,c-di-AMP在细菌生长、耐药性、抗应激、侵袭力和生物膜形成等方面担当不可取代的角色,同时参与激活和调节宿主的...     

1-磷酸鞘氨醇受体

1-磷酸鞘氨醇(sphingosine-1-phosphate,S1P)对动脉粥样硬化等心血管疾病的发生发展具有重要作用。最近研究发现S1P在不同细胞发挥的生物学效应由其受体(sphingosine-1-phosphate receptor,S1PR)介导,以S1PR及其信号机制为基础的研究及治疗策略成为新的研究热点。本文主要综述S1PR的功能、信号通路及对心血管疾病的影响,为心血管疾病的预防和诊疗提供新的靶点。     

支架蛋白Gab的结构与功能及其在肿瘤、炎症和心血管疾病发生中的作用北大核心CSCD

Gab家族蛋白(Grb2-associated binder family proteins)是生长因子受体结合蛋白2的结合蛋白。在哺乳动物中,Gab家族蛋白包括Gab1、Gab2和Gab3。该家族蛋白可通过介导膜受体与信号转导蛋白间的耦联及各信号分子间的相互作用参与信号转导,其主要是通过激活SHP2/RAS/ERK和PI3K/AKT两条经典的信号通路,进而参与一系列的生物应答。研究显示,Gab蛋白的表达或功能异常与肿瘤、炎症和心血管疾病的发生、发展密切相关。本文就Gab蛋白结构、参与信号转导的调节机制及其在肿瘤、炎症和心血管疾病发生、发展中的作用进行综述。     

支架蛋白Gab的结构与功能及其在肿瘤、炎症和心血管疾病发生中的作用

Gab家族蛋白(Grb2-associated binder family proteins)是生长因子受体结合蛋白2的结合蛋白。在哺乳动物中,Gab家族蛋白包括Gab1、Gab2和Gab3。该家族蛋白可通过介导膜受体与信号转导蛋白间的耦联及各信号分子间的相互作用参与信号转导,其主要是通过激活SHP2/RAS/ERK和PI3K/AKT两条经典的信号通路,进而参与一系列的生物应答。研究显示,Gab蛋白的表达或功能异常与肿瘤、炎症和心血管疾病的发生、发展密切相关。本文就Gab蛋白结构、参与信号转导的调节机制及其在肿瘤、炎症和心血管疾病发生、发展中的作用进行综述。