I型干扰素诱导的信号通路
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国际免疫学杂志2021年3月第44卷第2期Im J Immunol,Mar.2021,Vol.44,No.2• 207 ••综述•cGAS-cGAMP-STING信号通路的功能及研究进展王嵩吴祷琦哈尔滨医科大学基础医学院病理教研室150081通信作者:吴拷埼,Email:7678982丨6@ ,电话:156****5846【摘要】cGAS-cGAMP-STING信号通路是固有免疫系统重要组成部分,通过识别胞浆DNA诱导1型干扰素(interferons,IFNs)和其他细胞因子产生,介导抗微生物先天免疫,同时也在肿瘤进展及远处转移中发挥作用。
深人了解cGAS-cGAMP-STING信号通路与炎症性疾病、自身免疫性疾病及肿瘤发生发展的关系,以及ST丨NG激动剂的研究现状等,将对临床相关疾病的治疗方案给予理论支持,也将对开发cGAS-cGAMP-STING信号通路的抗肿瘤耙向药物提供新的启示。
【关键词】环鸟苷酸-腺苷酸合成酶;干扰素基因刺激蛋白;1型干扰素;固有免疫;炎症性疾病;自身免疫性疾病;肿瘤基金项目:黑龙江省自然科学基金(H2018010)DOI:10.3760/cm a.j. issn. 1673^394.2021.02.015The function and research progress of cGAS-cGAMP-STING signaling pathwayWang Song y Wu YiqiDepartment of Pathology, Basic Medical College, Harbin Medical University, Harbin150081 , ChinaCorresponding author :Wu Yiqi^ Email :161 S9S2\6@ , 7e/:156****5846【Abstract】The cGAS-cGAMP - STING signaling pathway is an important part of the innate immunesystem, which induces the production of type I interferons (IFN s) and other cytokines by recognizing cytoplasmic DNA and mediates antimicrobial innate immunity. It also plays a『ole in tumor progression and distant metastasis. In-depth understanding of the relationship between the cGAS-cGAMP-STING signaling pathway and in-flammatory diseases, autoimmune diseases, and tumor developmen, as well as the current research status ofSTING agonists, will provide theoretical support for the treatment of clinically related diseases. It will also provide a new enlightenment for the development of anti-tumor targeted drugs through the cGAS-cGAMP-STINGsignaling pathway.[Key words 】Cyclic guanosine monophosphate-adenosine monophosphate synthase; Stimulator of inter-feron gene;Type I interferon;Innate immunity;Inflammatory disease;Autoimmune disease;TumorFund program:Natural Science Foundation of Heilongjiang Province (H2018010)DOI : 10. 3760/cma. j. issn. 1673-4394. 2021.02. 015机体对人侵微生物启动宿主固有免疫活动,以限制微生物从而维持体内平衡,通过模式识别受体(pattern-recognition receptors,PHRs)迅速与微生物 表达的病原体相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)特异性识别并结合,同时释放大量干扰素与炎症因子,从而增强机体免疫 防御效应。
文章编号:2096-0387 (2018) 03-0084-03第4卷第3期 生物化工Vol.4 No.32018 年 6 月Biological Chemical EngineeringJun. 2018cGAS -cGAMP -S TIN G 信号通路研究进展吴晓霞,吕颂雅+(武汉大学生命科学学院,湖北武汉430072)摘要:天然免疫是机体抵御病原体感染的第一道防线。
近年来,胞质DNA 受体识别外源DNA 的机制及D N A 病毒诱导的I 型干扰素激活过程的研究进展迅速。
胞内的DNA 受体cGAS(cycl 化G M P -A M P synthase ,cG AS )识别胞质D N A 后,产生第二信使 cGAMP(cyclic G M P -A M P ,cG A M P ),随后 c G A M P 与接头蛋白 STINGCstlmulator of Interferon ,STING )结合并激活I 型干扰素信号通路。
机体抵抗D N A 病毒感染主要依赖c G A S -cGAMP-STING 介导的I 型干扰素信号通路。
对该信号通路的研究,不仅有助于我们加深对病原体感染引起的I 型干扰素信号转导过程的理解,并为自身免疫性疾病以及肿瘤免疫的药物 设计提供理论基础。
关键词:天然免疫;c G A S ; S T IN G ;信号转导 中图分类号:R 392文献标志码:AThe Study of cGAS-cGAMP-STING-mediated Type I Interferons Signaling PathwayWu Xiao -xia,Lv Song-ya(College of Life Sciences , Wuhan University , HubeiWuhan 430072)Abstract : The innate immune system is the first Kne for host defense against invading pathogens . In recent years , research on the mechanism of cytoplasmic DNA receptor recognition of exogenous DNA and the activation of DNA vims induced typeI interferon have been progressing rapidly . After the intracellular DNA receptor cGAS (cyclic GMP-AMP synthase )recognizes the cytoplasmic DNA , it produces second messenger cGAMP(cyclic GMP -AMP ), and then cGAMP combined with the adaptor STING (stimulator of interferon ) to activate the production of type I interferons . The host resistance to DNA vims infection is mainly dependent on the cGAS -cGAMP -STING-mediated typeI interferons signaling pathway . The study of cGAS -cGAMP-STING not only helps us to deepen our understanding of the signal transduction of type I interferon , but alsoprovides a theoretical basis for the drug design of autoimmune diseases and tumor immunity .Keywords : Innate immunity ; cGAS ; STING ; Signal transduction1胞质DNA 受体病原体人侵机体后,产生高度保守的病原相关 分子模式(pathogen-associated molecular patterns ,PAMPs ),能被宿主模式识别受体(pattern-recognition receptors , PRRs )特异性识别[1]。
浙江农业学报Acta Agriculturae Zhejiangensis,2021,33(1):18-26htt u:// 韩玉梅,谢晶莹,毕英杰,等.脑心肌炎病毒VP1蛋白抑制I型IFN信号通路和促进病毒体外增殖%J].浙江农业学报,2021,33(1):18-26.DOI:10.3969/j.Pt.1004-1524.2021.01.03脑心肌炎病毒VPl蛋白抑制I型IFN信号通路和促进病毒体外增殖韩玉梅1!2,谢晶莹3,毕英杰1!2,许淑娟1!2,冯若飞1!!(1.西北民族大学生物医学研究中心生物工程与技术国家民委重点实验室,甘肃兰州730030;2•西北民族大学生命科学与工程学院,甘肃兰州730030;3•甘肃农业大学动物医学院,甘肃兰州730070)摘要:脑心肌炎病毒是一种重要的人畜共患病病原,为了初步研究EMCV介导的天然免疫反应的分子机制,将VP1蛋白克隆至真核表达载体pCMV-HA,转染HEK293细胞后,使其在细胞内过表达,通过ELISA和实时荧光定量PCR检测VP1过表达对IFN-y表达和RLRs信号通路相关因子,以及下游刺激基因表达的影响。
结果表明VP1蛋白可显著抑制IFN-y的表达。
进一步研究发现,VP1可显著抑制EMCV引起的RLRs 信号通路相关因子mRNA水平(P<0.01),并且随着VP1的表达,MAVS蛋白的表达明显减少,但对MDA5表达无影响。
实验数据初步表明,V P1蛋白可以通过抑制MAVS的表达,进而抑制I型KN基因的表达并阻断其下游信号通路发挥作用)关键词:脑心肌炎病毒;结构蛋白VP1;I型IFN信号通路中图分类号:S855.99文献标志码:A文章编号:1004-1524(2021)01-0018-09 VPl protein of encenhalomyocarditis virus inhibits type I IFN signaling pathway and promotes virus proliferation in vitroHAN Yumei1,2,XIE Jingying3,BI Yinxie1^2,XU Shujuan1,2,FENG Ruofei1,!(1.Key Laboratoro of Bioteccnology and Bioejgifeerifg v U State Ethftc tAfairs Commissioo,BiomeSical ResearctCenter,Northwesi Minze Ufiversith,Lanzhou730030,China;2.College sf Life Sciencc and Efgiae g fg,NorOwesi Minze Ufiversith,Lanzhou730030,China;3.College gg Veterinaro Mejicim,Ganss Agricultural Ufiversim, Lanzhou730070,China)Ab s Seact:Encephalomyocarditis virus(EMCV)P an important zoonotic pathoyen.In order to preliminarily study themoaecuaaemechanism oeEMCVmediated innateimmuneeesponse,thisstudycaoned VP1peotein intoeukaeyotic expeession eectoepCMV-HA,teanseected itintoHEK293ce a stomakeitoeeeexpeessin ce a s.Thee e e ctsoeVP1 overexpression on IFN吐expression and RLRs signaling pathway-related factors and downstream stimulation gene expression were detected by ELISA and real Pme tuorescenco quantitative PCR.Results showed VP1could significantly inhibit-FN吐expression.Further study found that VP1could significantly inhibit the mRNA level of EMCV-in-duced RLRs signaling pathway-related factors,and with the expression of VP1,MAVS protein expression was signifi-收稿日期:2020-04-23基金项目:国家自然科学基金(31460665);2019年中央专项研究生科研创新项目(Yxm2019148);国家民委中青年英才计划%(2018) 98];教育部“创新团队发展计划”(I RT_17R88)作者简介:韩玉梅(1988—),女,青海民和人,硕士研究生,主要研究分子病毒学与动物疫病防治)E-mail:2397695720@*通信作者,冯若飞,E-mail:fengruofeiO 韩玉梅,等.脑心肌炎病毒VP1蛋白抑制I型IFN信号通路和促进病毒体外增殖・19・cantly reduced,but had no elect on the expression of MDA5.Therefore,the data of this experiment preliminarily showed that VP1protein could inhibit the expression of/pe I IFN gene expression and block its downstream signaling pathway by inhibbing the expression of MAVS.Key words:encephalomyocardibs virus;sWuctural protein VP1;Type I IFN signaling pathway脑心肌炎病毒(encephalomyocarditis virus, EMCV)是一种重要的人畜共患病原体,感染后可引起动物和人类发生脑炎和心肌炎,以及神经系统疾病、糖尿病和繁殖障碍等多种疾病[1])2005年我国从病死仔猪和流产胎儿中分离到EMCV,表明我国存在脑心肌炎病毒的感染[2]。
一型干扰素反应原理
一型干扰素(IFN-I)是一类由细胞应对病毒感染或其他炎症刺激产生的蛋白质。
IFN-I分为α、β两个家族,其中IFN-α家族包括多种亚型,IFN-β是唯一的一个亚型。
IFN-I通过与细胞表面的特异受体结合,激活一系列下游信号通路,从而调节细胞的免疫反应。
当细胞感染病毒或受到其他炎症刺激时,细胞内的感染和炎症信号会激活转录因子IRF3和IRF7。
这些转录因子会转入细胞核并结合到IFN-β基因的启动子区域,促使IFN-β基因的转录和翻译。
转录和翻译过程中,IRF3和IRF7还激活其他的基因表达,如IFN-α基因。
转录和翻译后,IFN-I被分泌到细胞外,并通过自动和副作用的方式作用于相邻的细胞。
IFN-I与细胞膜上的受体结合后,激活Janus激酶(JAK)-信号转导和转录激活子(STAT)信号通路,从而导致大量的基因表达变化。
这些基因能够抵抗病毒感染,调节炎症反应和增强抗肿瘤免疫。
总的来说,一型干扰素反应的原理是通过感染和炎症刺激激活转录因子,促使IFN-I基因的转录和翻译,进而激活下游信号通路,调节细胞的免疫反应,抗击病毒感染和增强免疫功能。
Ⅰ型干扰素应答基因与类风湿关节炎生物制剂疗效①吕明华王宁胡志芳张典郭娜(西安医学院免疫学教研室,西安710021)中图分类号R392文献标志码A文章编号1000-484X(2022)07-0883-05[摘要]类风湿关节炎(RA)发生发展与TNF-α、IL-6、B细胞和T细胞密切相关。
基于TNF-α、IL-6和T、B细胞表面标志分子的生物制剂治疗RA取得了显著成效,但仍有部分RA患者不应答。
近年研究发现,Ⅰ型干扰素及其信号通路在RA患者生物制剂治疗应答中发挥作用。
本文综述不同生物制剂治疗RA患者的应答情况以及Ⅰ型干扰素应答基因与生物制剂疗效的关系,探讨浆细胞样树突状细胞(pDC)对Ⅰ型干扰素应答基因表达的影响,为改善RA患者对生物制剂不敏感提供新思路。
[关键词]类风湿关节炎;生物制剂;Ⅰ型干扰素应答基因;浆细胞样树突状细胞Type I interferon response genes and efficacy of biological agents for rheumatoid arthritisLYU Minghua,WANG Ning,HU Zhifang,ZHANG Dian,GUO Na.Department of Immunology,Xi'an Medical University,Xi'an710021,China[Abstract]Occurance and development of rheumatoid arthritis(RA)is closely related to TNF-α,IL-6,B cells and T cells. Biological agents based on TNF-α,IL-6,T and B cell surface markers have achieved remarkable results in treatment of RA,but there are still some patients with RA who do not respond.Recent studies have found that typeⅠinterferon and its signaling pathway play a role in response of patients with RA to biologic agents.This paper reviews response of RA patients to different biologic agents and rela‐tionship between typeⅠinterferon response gene and the efficacy of biologic agents.Effect of plasmacytoid dendritic cells(pDC)on expression of typeⅠinterferon response genes was discussed,so as to provide a new idea for improving sensitivity of RA patients to biological agents.[Key words]Rheumatoid arthritis;Biological agents;TypeⅠinterferon response genes;Plasmacytoid dendritic cells类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是以慢性炎症性多关节炎为特征的一种自身免疫性疾病。
I型干扰素诱导的信号通路一、背景人体在受到病原物感染后,会激活自身的免疫调节系统—先天免疫和后天免疫,来抑制病毒的入侵和复制。
免疫系统会释放一系列细胞因子抵御病原物入侵,其中对抵御病毒最有效的就是干扰素(interferon,IFN)。
干扰素是一种细胞因子蛋白,能够激活人体免疫细胞(如巨噬细胞和天然杀伤细胞),有效的干扰病毒复制,增强宿主的防御力。
受感染的细胞会释放干扰素,保护宿主细胞免受病毒、寄生虫、细菌等多种病原体的侵袭。
在临床治疗中,重组人干扰素广泛用于治疗乙肝、丙肝、单纯疱疹、多发性硬化和多种病毒引起的癌症。
目前,人类发现的干扰素种类已超过了20种,它们可以分成三大类:I型干扰素,II型干扰素和III型干扰素。
干扰素α和干扰素β是两种典型的I型干扰素,人类和大多数动物体内都发现了它们的存在,并且主要产生于病毒感染后的先天免疫反应中。
本文主要讨论I型干扰素在人体内触发的信号通路。
I型干扰素在免疫细胞中的产生是由于宿主细胞内的模式识别受体(pattern recognition receptor,PRR)对病原体特殊成分的识别引起的。
目前的研究发现,主要有四种途径会诱导I型干扰素的产生:DNA病毒激活第二信使cGAMP(cyclic GMP-AMP)诱导途径;RNA病毒激活RLRs(RIG-I-like receptors)诱导途径;TLR3和TLR4(Toll-like receptors)激活适配蛋白TRIF诱导途径;TLR7/TLR8和TLR9激活转录因子IRF7诱导途径。
I型干扰素产生后,通过与干扰素受体结合引发进一步的抗病毒反应。
二、I型干扰素受体I型干扰素α和β的分子有序列同源性,功能类似,并共用相同的细胞表面受体。
I型干扰素受体(Interferon-α/β receptor,IFNAR)基因定位于21号染色体上,分布于细胞表面,由IFNAR1和IFNAR2组成。
当受体与I型干扰素配体结合时,IFNAR1和IFNAR2会活化并成为二聚体,形成特定的跨膜蛋白复合物,激活下游信号蛋白。
PEDV M蛋白对Ⅰ型干扰素信号通路的抑制作用陈盼;李莎莎;朱紫祥;郑海学;徐志文【摘要】[目的]研究猪流行性腹泻病毒(PEDV)M蛋白对Ⅰ型干扰素信号通路的影响.[方法]克隆PEDVM基因,构建其真核表达载体pcDNA3.1-Myc-PEDV-M,并转染HEK-293T细胞.采用Western bloting试验检测M蛋白的表达.通过双荧光素酶报告试验检测M蛋白对SeV诱导的干扰素通路活化的影响;通过Real-time PCR分析M蛋白对SeV诱导的IFN-β及干扰素刺激基因ISG54、ISG56、RIG-Ⅰ mRNA表达的影响.通过过表达试验验证上调表达M蛋白对PEDV复制的影响.[结果]克隆了676 bp的PEDV M基因,成功构建其真核表达载体pcDNA3.1-Myc-PEDV-M,且其可在HEK-293T细胞中表达.PEDV M蛋白可抑制Ⅰ型干扰素信号通路的激活,且M蛋白对SeV诱导的Ⅰ型干扰素通路活化的抑制具有剂量依赖效应;M蛋白能够抑制IF N-β与干扰素诱导基因ISG52、ISG56、RIG-Ⅰ mRNA的表达,并具有剂量依赖效应.过表达试验表明,M蛋白在抑制Ⅰ型干扰素信号通路激活的同时促进PEDV复制.[结论]PEDV M蛋白能够抑制Ⅰ型干扰素信号通路的激活,并促进PEDV复制.【期刊名称】《西北农林科技大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2019(047)007【总页数】7页(P40-46)【关键词】猪流行性腹泻病毒;PEDV M蛋白;干扰素信号通路【作者】陈盼;李莎莎;朱紫祥;郑海学;徐志文【作者单位】四川农业大学动物医学院动物生物技术中心四川省重点实验室,四川成都611134;中国农业科学院兰州兽医研究所家畜疫病病原学国家重点实验室口蹄疫国家参考实验室,甘肃兰州730046;中国农业科学院兰州兽医研究所家畜疫病病原学国家重点实验室口蹄疫国家参考实验室,甘肃兰州730046;中国农业科学院兰州兽医研究所家畜疫病病原学国家重点实验室口蹄疫国家参考实验室,甘肃兰州730046;四川农业大学动物医学院动物生物技术中心四川省重点实验室,四川成都611134【正文语种】中文【中图分类】S851.34+711猪流行性腹泻(Porcine epidemic diarrhea,PED)是由猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)引起的猪的一种急性接触性肠道传染病。
cGAS-STING 信号通路调节剂在免疫治疗中的研究进展娄方宁1,郑明月2,陈凯先1,2*,张素林2**(1中国药科大学药学院, 南京211198;2中国科学院上海药物研究所, 原创新药研究全国重点实验室,药物发现与设计中心, 上海 201203)摘 要 环鸟嘌呤-腺嘌呤核苷酸合成酶(cGAS )-干扰素基因刺激蛋白(STING )信号通路感知细胞质中的异常双链DNA 后,诱导Ⅰ型干扰素(IFN- Ⅰ )和促炎细胞因子表达,从而激活宿主的免疫应答,增强机体抗肿瘤免疫反应和抗病原体感染。
但是,cGAS-STING 信号通路的持续激活会驱动自身免疫性疾病、衰老相关炎症和神经退行性病变等疾病。
本文阐述了cGAS-STING 信号通路参与调控多种免疫相关性疾病发生发展的机制,重点回顾了STING 激动剂、cGAS 抑制剂以及STING 抑制剂的研发进展,为cGAS-STING 调节剂的研发提供更多理论参考。
关键词 cGAS-STING 信号通路;STING 激动剂;cGAS 抑制剂;STING 抑制剂;免疫治疗中图分类号 R914.2 文献标志码 A文章编号 1000−5048(2024)01−0015−11doi :10.11665/j.issn.1000−5048.2023112402引用本文 娄方宁,郑明月,陈凯先,等. cGAS-STING 信号通路调节剂在免疫治疗中的研究进展[J]. 中国药科大学学报,2024,55(1):15 −25.Cite this article as: LOU Fangning, ZHENG Mingyue, CHEN Kaixian, et al . Research progress of cGAS-STING signaling pathway modulators in immunotherapy[J]. J China Pharm Univ , 2024, 55(1): 15 − 25.Research progress of cGAS-STING signaling pathway modulators in immunotherapyLOU Fangning 1, ZHENG Mingyue 2, CHEN Kaixian 1,2*, ZHANG Sulin 2**1School of Pharmacy, China Pharmaceutical University, Nanjing 211198; 2Drug Discovery and Design Center, State KeyLaboratory of Drug Research, Shanghai Institute of Materia Medica, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201203, ChinaAbstract Upon monitoring cytoplasmic aberrant double-stranded DNA, cGAS-STING signaling pathway induces the expression of type I interferons and pro-inflammatory cytokines, which activates the host immune response and enhances anti-tumor immune response and resistance to pathogen infection. However, sustained activation of the cGAS-STING signaling pathway drives diseases such as autoimmune diseases, aging-associated inflammation, and neurodegenerative pathologies. Herein, we describe the mechanism by which cGAS-STING signaling pathway participates in regulating the development of various immune-related diseases, with a particular review of the research and development progress of STING agonists, cGAS inhibitors, and STING inhibitors, aiming to provide some theoretical reference for the future development of cGAS-STING modulators.Key words cGAS-STING signaling pathway; STING agonist; cGAS inhibitor; STING inhibitor; immunotherapyThis study was supported by the National Natural Science Foundation of China (No. T2225002, No.82273855); the National Key Research and Development Program of China (No. 2022YFC3400504); CAS Youth Innovation Promotion Association (No.2023296); and the Natural Science Foundation of Shanghai (No. 22ZR1474300)收稿日期 2023-11-24 通信作者 *Tel :************ E-mail :**************.cn**Tel :************ E-mail :***************.cn基金项目 国家自然科学基金项目(No. T2225002;82273855);国家重点研发计划项目(No. 2022YFC3400504);中国科学院青年创新促进会资助项目(No. 2023296);上海市自然科学基金项目(No. 22ZR1474300)学报 2024, 55(1): 15 − 2515先天免疫系统依靠模式识别受体(pattern recognition receptors, PRRs ),如细胞膜上的Toll 样受体(Toll-like receptors, TLRs ),以及细胞内的DNA 感受器等[1],监测细胞外危险信号和细胞内的一些自我或非我成分,从而快速激活宿主免疫系统,产生针对入侵病原体、凋亡或受损组织细胞的免疫反应[2]。
关于I型干扰素的产生机制与作用机制人体产生的已知的干扰素共有13种(小鼠中有14种)分为三大家族:I型,II型,III型。
I型干扰素以IFN-α与IFN-β为主由先天性免疫细胞分泌;II型干扰素即IFN-γ,主要由活化后的T细胞分泌产生;III型干扰素为几种IFN-λ,其已知的分布与功能都比较有限。
I型干扰素的产生:I型干扰素是参与抗病毒免疫的重要效应分子。
它的产生主要由先天性免疫细胞(主要是巨噬细胞)表面或内部受体(Toll like receptor,NOD like receptor,RIG-I receptor,cGAS等)接触到病毒特异性的抗原物质(DNA,RNA),然后通过胞内的信号分子传递(MAVS,STING,TBK,IKK等),最终激活转录因子IRF3/7从而启动I型干扰素基因的表达。
I型干扰素的信号传递:I型干扰素是分泌型蛋白,它们的受体是一类位于细胞膜上的异源二聚体(由IFNR1与IFNR2两个亚基组成)。
配体受体的结合后会激活下游的蛋白激酶JAK1与TYK2,激酶活化后会激活胞浆内的转录因子STAT1与STAT2,俩者聚合进入细胞核内协助IRF9转录下游的一些效应基因。
I型干扰素的抗病毒免疫保护效应:1、体外研究普遍证明,IFN通过促进下游一些ISG(IFN stimulated gene)的表达,从而达到一致病毒复制的能力。
这些基因包括MX1,PKR,OAS,IFITM,APOBEC1,TRIM等。
2、同样,体内试验也证明:当小鼠缺失IFNR1/2时,对疱疹病毒,生里基森林病毒,豆苗病毒,脑膜炎病毒等感染失去抵抗能力。
以最受关注的免疫缺陷病毒为例:通过对恒河猴进行SIV感染(相当于HIV),发现在阻断IFN信号通路后,病毒库容积增大,CD4+T细胞加速减少,加速了艾滋病的感染效率。
如果此时向恒河猴体内注射重组I型干扰素则会提高抗病毒基因的表达并抑制病毒的系统性感染。
然而,持续的给药则会使宿主'脱敏',抗病毒基因的表达量随之下降,艾滋病随即继续加速恶化。
STING信号通路及其功能陈巍;柯志意;黄卫人【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2017(023)014【摘要】固有免疫反应是宿主抵御外来病原微生物的第一道防线.宿主可以通过模式识别受体识别病原体相关的分子模式,进而起始抗病毒免疫反应.干扰素激活蛋白(STING)是固有免疫反应中一个重要分子,其在防御病毒及胞内细菌感染、介导Ⅰ型干扰素产生过程中发挥重要功能.STING既可以直接识别环二核苷酸,也可以作为接头蛋白促进下游信号通路的转导;STING作为信号转导级联反应中的重要组成部分,既可以在病原体(病毒、细菌、寄生虫等)感染时发挥免疫防御作用,也可以在肿瘤发生时发挥抗肿瘤免疫反应.当STING信号通路过度激活时,也可能引起一系列的自身免疫性疾病.%Innate immunity is the first line of host defense against of foreign pathogens.The host can recognize the pathogen-associated molecular pattern by pattern recognition of the receptor and initiate the antiviral immune response.Stimulator of interferon genes(STING),a central component in the innate immune response,plays an important role in defense against viral and intracellular bacterial infections and in the production of type Ⅰ interferon.STING can directly recognize cyclic dinucleotides,and can also act as an adaptor to facilitate the transduction of downstream signaling transduction;as an important part of signal transduction cascade,STING orchestrate innate immune defenses against various pathogens (viruses,bacteria,parasites and so on),and can also playan anti-tumor immune response in tumorigenesis.When the STING signal pathway is over-activated,it may also cause a series of autoimmune diseases.【总页数】6页(P2705-2709,2714)【作者】陈巍;柯志意;黄卫人【作者单位】中山大学肿瘤防治中心,广州510060;深圳市第二人民医院转化医学研究院,广东深圳518039;深圳市第二人民医院转化医学研究院,广东深圳518039;深圳市第二人民医院转化医学研究院,广东深圳518039【正文语种】中文【中图分类】R392.1【相关文献】1.初级感觉神经元STING通过IFN-I信号通路控制伤害性感受 [J], 周斌2.基于cGAS-STING信号通路调控小分子化合物的研究进展 [J], 寇盟;蔡幸婷;李达谅3.天然免疫中DNA感受系统的cGAS-STING信号通路及其生物学功能概述 [J], 申东亮;周溪4.STING-Caspase-1信号通路对创伤性颅脑损伤大鼠认知功能障碍的作用 [J], 齐曼曼;王旭鹏;李妍;孙文波5.线粒体DNA激活cGAS-STING信号通路促进肺部炎性疾病的研究进展 [J], 甄宁新;崔巍;田宝平因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
免疫细胞分化和功能的分子调控免疫细胞是人体防御病原微生物入侵的主要细胞类型,在免疫反应中起着至关重要的作用。
研究表明,免疫细胞分化和功能的分子调控在维持人体免疫系统正常功能中起着至关重要的作用。
本文将从分子水平阐述免疫细胞分化和功能的分子调控机制。
I型干扰素信号通路I型干扰素(IFN-I,包括IFN-α和IFN-β)在人体免疫系统中起着重要的抗病毒作用。
IFN-α/β产生后结合IFNR,激活JAK-STAT信号通路,使STAT1和STAT2被磷酸化,形成二聚体复合物。
这种复合物与IRF-9相互作用,形成三聚体复合物,进入细胞核,激活干扰素刺激反应元素(ISRE)驱动的转录,从而诱导免疫细胞的抗病毒状态。
T细胞分化T细胞是人体免疫系统的重要组成部分,在体内调节和协调免疫反应。
T细胞分化过程中,许多分子调控因子和信号通路被激活并协同作用。
IL-2是T细胞活化过程中重要的细胞因子。
IL-2信号转导途径主要涉及下游响应分子JAK-STAT和PI3K-Akt-mTOR。
在T细胞分化过程中,调节性T细胞(Treg)的发育和功能主要受Foxp3基因表达的调节。
Foxp3蛋白是一种核转录因子,是Treg的主要转录因子,它可以抑制IL-2信号途径关键的转录因子 STAT5 的活性,从而抑制T细胞分化。
巨噬细胞的活化巨噬细胞是人体免疫系统中的重要成分,可以识别、摄取和消化细菌、病毒和其他微生物。
巨噬细胞的活化方式可以分为激活型和抗炎型。
激活型巨噬细胞的激活途径有多种,其中包括经典激活途径和免疫复合物激活途径。
巨噬细胞激活过程中,TLR信号途径、MyD88介导的信号通路和TIRAP介导的信号通路广泛参与其中。
随后,TRAF6活化IKK,导致NF-κB活化,引发多种免疫应答基因的转录。
抗炎型巨噬细胞的激活方式较少,主要是通过IL-4和IL-13信号通路激活。
NLRP3通路NLRP3是一种细胞质NLR家族受体,广泛参与机体炎症和免疫反应。
Ⅰ型干扰素通路与系统性红斑狼疮关系的研究进展王希晶【摘要】Ⅰ型干扰素通路异常活化在系统性红斑狼疮(SLE)的发病机制中起着至关重要的作用.Ⅰ型干扰素可通过诱导外周血树突状细胞持续活化,直接作用或通过激活的树突状细胞诱导T、B细胞分化成熟,促进自身免疫反应;包含核酸的免疫复合物与FcγRⅡ a、Toll受体结合是造成干扰素持续产生的重要因素;选择合适的靶点对干扰素通路进行干预有望成为SLE的一个有效的治疗手段;趋化园子积分和干扰素积分作为SLE新的生物标志物值得进一步的研究.【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2010(016)014【总页数】4页(P2109-2112)【关键词】Ⅰ型干扰素;系统性红斑狼疮;趋化因子【作者】王希晶【作者单位】南方医科大学附属珠江医院血液科,广州,510282【正文语种】中文【中图分类】R392Ⅰ型干扰素包括干扰素(interferon,IFN)α的13种亚型和 IFN-β、IFN-ε、IFN-ω 等。
这里的Ⅰ型干扰素主要指IFN-α/β。
Ⅰ型干扰素通路包括Ⅰ型干扰素诱导物、Ⅰ型干扰素、Ⅰ型干扰素信号通路(包括调控表达分子、IFN诱导基因及蛋白、相关细胞因子和趋化因子等)。
多项研究表明,Ⅰ型干扰素通路异常活化在系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)的发病中起关键性的作用,其如何启动及参与SLE的免疫紊乱已成为目前研究的热点。
现就目前的研究进展予以综述。
1 Ⅰ型干扰素与SLE的关系1.1 临床发现 1982年,Preble等[1]在SLE患者的血清里发现了干扰素的活动;1990 年,Ronnblom 等[2]在使用Ⅰ型干扰素时发现 IFN-α/β可诱导自身免疫。
之后有人发现对病毒感染或恶性肿瘤患者使用IFN-α治疗可诱发产生包括抗核抗体、抗双链DNA(doublestranded DNA,dsDNA)抗体在内的狼疮样综合征;活动期SLE患者血清IFN-α水平升高,并与疾病活动性、抗dsDNA滴度显著相关;在血清中不能检测出明显IFN-α的SLE患者,外周血白细胞的一种干扰素诱导蛋白-黏病毒抗性蛋白A显著增高,提示这部分患者同样存在病理性IFN-α的产生。
I型干扰素诱导的信号通路
一、背景
人体在受到病原物感染后,会激活自身的免疫调节系统—先天免疫和后天免疫,来抑制病毒的入侵和复制。
免疫系统会释放一系列细胞因子抵御病原物入侵,其中对抵御病毒最有效的就是干扰素(interferon,IFN)。
干扰素是一种细胞因子蛋白,能够激活人体免疫细胞(如巨噬细胞和天然杀伤细胞),有效的干扰病毒复制,增强宿主的防御力。
受感染的细胞会释放干扰素,保护宿主细胞免受病毒、寄生虫、细菌等多种病原体的侵袭。
在临床治疗中,重组人干扰素广泛用于治疗乙肝、丙肝、单纯疱疹、多发性硬化和多种病毒引起的癌症。
目前,人类发现的干扰素种类已超过了20种,它们可以分成三大类:I型干扰素,II型干扰素和III 型干扰素。
干扰素α和干扰素β是两种典型的I型干扰素,人类和大多数动物体内都发现了它们的存在,并且主要产生于病毒感染后的先天免疫反应中。
本文主要讨论I型干扰素在人体内触发的信号通路。
I型干扰素在免疫细胞中的产生是由于宿主细胞内的模式识别受体(pattern recognition receptor,PRR)对病原体特殊成分的识别引起的。
目前的研究发现,主要有四种途径会诱导I型干扰素的产生:DNA病毒激活第二信使cGAMP(cyclic GMP-AMP)诱导途径;RNA病毒激活RLRs(RIG-I-like receptors)诱导途径;TLR3和TLR4(Toll-like receptors)激活适配蛋白TRIF诱导途径;TLR7/TLR8和TLR9激活转录因子IRF7诱导途径。
I型干扰素产生后,通过与干扰素受体结合引发进一步的抗病毒反应。
二、I型干扰素受体
I型干扰素α和β的分子有序列同源性,功能类似,并共用相同的细胞表面受体。
I型干扰素受体(Interferon-α/β receptor,IFNAR)基因定位于21号染色体上,分布于细胞表面,由IFNAR1和IFNAR2组成。
当受体与I型干扰素配体结合时,IFNAR1和IFNAR2会活化并成为二聚体,形成特定的跨膜蛋白复合物,激活下游信号蛋白。
活化的IFNAR1与TYK2(tyrosine kinase 2)结合,IFNAR2与JAK1(Janus kinase 1)结合,激活STATs(signal transducer and activator of transcription)信号通路、MAPK(mitogen-activated protein kinase)信号通路和PI3K (phosphatidylinositol 3-kinase)信号通路。
三、JAK/STATs信号通路
I型干扰素与IFNAR结合后,IFNAR1和IFNAR2分别与TYK2和JAK1蛋白结合,通过酪氨酸磷酸化作用磷酸化下游的STAT1和STAT2。
磷酸化的STAT1和STAT2可以形成二聚体,并与干扰素调节因子IRF9(IFN regulatory factor 9,or p48)形成ISG3(transcriptionally activate IFN-stimulated gene factor 3)复合体。
激活的ISG3复合体随后转移到细胞核中,特异性的受到干扰素刺激反应原件ISRE(IFN-stimulatory response element)调节。
大多数对干扰素α反应的基因序列中都包含了一段长度200bp左右的ISRE序列,它可以通过调节激活转录的报告基因来上调或下调干扰素α的产生,也可以通过对基因序列高度保守的区域进行突变来中止干扰素α的产生。
不仅如此,ISRE还可以调节大多数I型干扰素诱导基因和少数II型干扰素诱导基因的表达。
除了上述过程,磷酸化的STAT1本身还可以形成同源二聚体,并与干扰素γ激活位点(IFN-γ activated site,GAS)结合促进干扰素γ的转录。
这条由JAK和STATs 介导的信号传导过程称为JAK/STATs信号通路。
四、MAPK信号通路
I型干扰素和还可以激活MAPK信号通路。
MAPK是一组进化高度保守的丝氨酸/苏氨酸激酶,它们会被一系列细胞外的刺激信号激活并介导信号从细胞膜向细胞核传导。
MAPK信
号通路调控许多生理活动,包括细胞的增殖、分化和迁移,炎症、肿瘤细胞的侵袭和转移等。
在哺乳动物体内,MAPKs可分为3个亚族:JNK(c-Jun N-terminal kinase),ERK(extracellular signal-related kinases)和p38蛋白。
不同的MAPK蛋白会被特异的激酶MAPKKs所激活,比如MAPKK4/7激活JNK,MEK1/2激活ERK1/2,MAPKK3/6激活p38蛋白。
每一种MAPKK又能够被不止一种激酶MAPKKK所激活,这一过程增强了MAPK信号通路的复杂性和多样性。
I型干扰素通过JAK1蛋白磷酸化一种鸟苷酸转换因子Vav,磷酸化的Vav蛋白激活下游的Rac1蛋白从而磷酸化MAPKK3和MAPKK6,最终磷酸化并激活MAPK蛋白p38。
激活的p38调节下游多种效应蛋白,包括促分裂原应力激活蛋白激酶MSK1和MSK2,环磷腺苷效应元件结合蛋白CREB,以及组蛋白-H3等。
五、PI3K/mTOR信号通路
PI3K分为3类,结构和功能各异。
其中研究最广泛的是I类PI3K,是一种异源二聚体,由一个调节亚基和一个催化亚基组成。
调节亚基含有SH2和SH3结构域,能够与含有相应结合位点的靶蛋白相互作用,该亚基称为p85。
激活的TYK2和JAK1能够调节胰岛素受体底物IRS1的酪氨酸磷酸化。
磷酸化的IRS1残基为异源二聚化的PI3Kp85调节亚基提供了一个停泊位点,从而激活下游哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)。
mTOR能够调节蛋白p70S6K 和真核翻译起始因子4EBP1(eukaryotic translation-initiation factor 4E-binding protein 1)抑制剂的磷酸化。
核糖体蛋白S6能够被p70S6K激活,导致mRNA翻译起始;而EIF4E(eukaryotic translation-initiation factor 4E)从4EBP1中分离出来,导致cap依赖的mRNA开始翻译。
PI3K/mTOR信号通路对细胞周期的调节也有重要作用,直接影响着细胞增殖、细胞寿命和癌症发生。
六、总结
I型干扰素是一种在抗病毒、抗肿瘤、免疫调节领域发挥着关键作用的细胞因子。
研究表明,干扰素α和干扰素β能够激活JAK/STAT信号通路、MAPK信号通路和PI3K/mTOR信号通路,不同的信号通路之间也会产生交叉反应。
验证和发现这些信号转导的生物过程对研究干扰素作用机制有着重要的意义。
科学家们发现,干扰素通过激活干扰素诱导基因(ISGs)来抑制病毒的复制和扩散、扰乱肿瘤的生长、调节机体的免疫系统。
体内适量的干扰素对机体维持内稳态和抵御病原物入侵都有重要的作用。
细胞因子调节的体内信号转导是一个复杂的网络系统,尽管科学家们已经验证出某些信号通路,但细胞信号网络仍然没有突破性的发现,相关的基础研究工作也会在今后较长时间里持续面临挑战。