揭示STING介導(dǎo)的抗腫瘤機(jī)制

癌癥治療領(lǐng)域中，STING通路的激活顯示出抗腫瘤的潛力，但其精確調(diào)控機(jī)制尚不明確。

本研究探討膽固醇如何通過(guò)STING蛋白的膽固醇結(jié)合基序影響其在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的滯留和激活，揭示膽固醇代謝與STING信號(hào)通路的相互作用。研究結(jié)果有望為設(shè)計(jì)新型癌癥免疫治療策略提供重要見(jiàn)解，尤其是在通過(guò)調(diào)節(jié)膽固醇代謝來(lái)增強(qiáng)STING通路活性方面。

文獻(xiàn)來(lái)源

該研究報(bào)道了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膽固醇直接與STING相互作用以限制其從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的運(yùn)輸，從而對(duì)STING的激活施加閾值，能夠?yàn)榘┌Y治療提供新策略。

項(xiàng)目研究

首先，作者研究了膽固醇是否直接影響STING激活，研究人員使用MβCD以消耗THP1單核細(xì)胞系中膽固醇建立細(xì)胞模型。共聚焦顯微鏡和ImageStream分析，觀察到MβCD處理后內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的膽固醇水平降低。在cGAMP刺激下，經(jīng)MβCD處理的細(xì)胞STING、TBK1和IRF3的磷酸化水平明顯增強(qiáng)。這些發(fā)現(xiàn)表明，通過(guò)消耗膽固醇可以增強(qiáng)STING途徑的激活，從而促進(jìn)了樹突細(xì)胞的成熟和巨噬細(xì)胞的激活。

考慮到膽固醇消耗促進(jìn)STING激活，作者接下來(lái)探究了cGAMP刺激后ER膽固醇水平是否普遍降低。結(jié)果顯示在cGAMP刺激后的早期時(shí)間點(diǎn)(<2h)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膽固醇水平明顯降低，并在后期時(shí)間點(diǎn)(>4h)恢復(fù)到與對(duì)照細(xì)胞相當(dāng)?shù)乃?。先前的研究?bào)道了幾種不同的膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和其他亞細(xì)胞細(xì)胞器之間的膽固醇水平。

于是作者應(yīng)用CRISPR-Cas9去除了THP1細(xì)胞中的幾個(gè)相關(guān)基因。結(jié)果表明與其他研究的基因相比，SOAT1缺陷大程度地降低了STING和TBK1的磷酸化水平。此外，SOAT1缺陷阻斷了cGAMP刺激后內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膽固醇水平的降低。

研究進(jìn)一步探索了膽固醇消耗對(duì)STING信號(hào)通路的影響。結(jié)果中使用MβCD處理的細(xì)胞在cGAMP刺激下，STING與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)標(biāo)記物PDI的共定位減少，而與高爾基體標(biāo)記物GM130的共定位增加，這表明膽固醇的消耗促進(jìn)了STING從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的轉(zhuǎn)運(yùn)。進(jìn)一步的體外膜出芽實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了膽固醇的耗竭增加了STING在囊泡中的表達(dá)量，這表明膽固醇的減少增強(qiáng)了COPII復(fù)合物的形成，從而促進(jìn)了STING的轉(zhuǎn)運(yùn)。此外，通過(guò)共聚焦顯微鏡分析，研究人員還發(fā)現(xiàn)膽固醇耗竭導(dǎo)致ER膜曲率的增加，這為STING-COPII復(fù)合物的形成提供了有利條件。

此外，通過(guò)質(zhì)譜分析和膽固醇下拉實(shí)驗(yàn)，研究人員鑒定了STING蛋白中的兩個(gè)潛在的膽固醇識(shí)別/相互作用氨基酸基序，并證實(shí)了膽固醇與STING的直接相互作用。這些結(jié)果表明，膽固醇可以通過(guò)與STING蛋白的特定基序結(jié)合，調(diào)控STING的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位和激活，從而對(duì)STING介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)起到抑制作用。

在小鼠腫瘤模型中進(jìn)一步證實(shí)，腫瘤微環(huán)境內(nèi)的膽固醇消耗可以通過(guò)增加STING激活和與檢查點(diǎn)阻斷治療協(xié)同作用來(lái)增強(qiáng)STING依賴的抗腫瘤活性。

研究者們利用人類癌癥基因組圖譜（TCGA）數(shù)據(jù)庫(kù)，分析了膽固醇合成途徑與干擾素刺激基因（ISGs）反應(yīng)之間的關(guān)系。結(jié)果顯示，膽固醇合成途徑的活性與ISGs的反應(yīng)呈負(fù)相關(guān)，這意味著膽固醇代謝的增加可能會(huì)降低腫瘤對(duì)免疫反應(yīng)的敏感性。

研究結(jié)論

綜上所述，作者認(rèn)為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膽固醇可以通過(guò)直接結(jié)合STING蛋白一級(jí)序列中的CRAC基序，為STING運(yùn)輸和激活施加了一個(gè)閾值。而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膽固醇水平在STING激動(dòng)劑治療后會(huì)短暫降低，為STING運(yùn)輸和激活創(chuàng)造了一個(gè)較低閾值的窗口，從而增強(qiáng)STING通路的抗腫瘤活性。這些發(fā)現(xiàn)不僅豐富了我們對(duì)STING通路調(diào)控機(jī)制的理解，也為未來(lái)癌癥治療藥物的開發(fā)提供了重要的科學(xué)依據(jù)。