德克萨斯大学研究团队Nature子刊发文，揭示不依赖配体的STING信号激活

为了全面分析STING转运过程中的所有主要细胞器上的辅因子，研究人员建立了一张候选辅因子的空间图，并通过siRNA敲除对其进行功能验证。在不依赖配体（tonic）的激活分析中，研究者发现，选择性中断高尔基体排出（Golgi-exit）或后高尔基体（post-Golgi）的囊泡转运会意外地激活先天免疫信号。

研究者之后比较了有代表性的内质网辅因子SEC24C和后高尔基体辅因子GCC2。GCC2是一种参与后高尔基体囊泡分拣的卷曲螺旋蛋白，以往没有与STING信号通路相关联。

与对照组相比，野生型MEF中Gcc2的敲低明显增加了干扰素基因Ifnb1和干扰素刺激基因Ccl4的本底表达，而Sec24c的敲低则没有影响。共聚焦显微镜分析显示，Gcc2敲低破坏了高尔基体排出，导致DNA刺激后STING在内质网和高尔基体中积累。这些结果表明，STING的高尔基体排出是由GCC2及其他后高尔基体辅因子调控的。

为了进一步分析GCC2的功能，研究人员利用CRISPR/Cas技术生成了Gcc2^KO MEF。与Gcc2^WT MEF相比，Gcc2^KO MEF中的IFN基因和干扰素刺激基因（ISG）的本底表达增加。在HSV-1-GFP感染后，Gcc2^KO细胞产生了更高水平的IFNβ，且病毒复制和病毒滴度下降（图1）。这些数据证实，GCC2是STING信号传导中一个重要的负调控因子，在静息状态和配体刺激后，它都能介导STING从高尔基体转运到溶酶体进行降解。

利用定量延时共聚焦显微镜来分析STING转运后，研究者发现在Gcc2^KO细胞中，STING在高尔基体的停留时间与Gcc2^WT细胞相比明显增加，而且STING激活的关键标志物（p-TBK1和p-IRF3）活性更高，这表明STING在高尔基体的长时间停留招募了更多TBK1和IRF3并磷酸化，从而增强IFN信号（图1）。由此可见，GCC2调控了STING高尔基体排出，而Gcc2^KO同时增强了不依赖配体和依赖配体的STING信号传导。

GCC2是STING的高尔基体排出所必需的^[1]

以往的研究发现，将细胞培养温度从37°C降低到20°C可以减缓高尔基体的囊泡转运，那么这是否会增强STING信号？研究人员发现，与37°C培养的细胞相比，在20°C下培养的细胞表现出显著增强且更持久的STING信号传导活动，且STING在高尔基体中停留的时间明显延长。这些数据进一步支持了高尔基体排出是减弱STING信号传导的一个关键检查点。

之后，研究人员探索了Gcc2^KO细胞中的STING转运和信号传导是由什么驱动的？研究者发现，Gcc2^KO细胞的先天免疫激活离不开cGAS和STING。通过突变分析发现在Gcc2^KO细胞中，cGAS的DNA结合和酶活是细胞固有的先天免疫激活所必需的，而cGAMP结合和STING磷酸化也是必不可少的。进一步分析显示，Gcc2^KO通过中断转运来增强STING信号，而没有进一步激活cGAS。利用cGas^-/-小鼠组织开展的分析显示，cGAS在稳态下正常运作，它促进STING信号传导，以维持免疫防御的本底状态。

以往发现，在“货物”运出高尔基体后，不同的Rab GTP酶会“盖上邮戳”，分拣到不同的目的地。那么，在STING的转运过程中，哪些Rab负责“盖邮戳”？研究者发现，STING与多个Rab有着强的相互作用，包括Rab2b、Rab6b、Rab9a和Rab14。

其中，在敲低Rab14后，几种ISG的本底表达明显升高（图2）。与Rab14^WT MEF相比，Rab14^KO MEF中的STING蛋白水平更高，且STING在高尔基体中的停留时间增加。Rab14^KO与Gcc2^KO的表型相似，这表明由Gcc2-Rab14调控的STING高尔基体排出对免疫信号传导至关重要。

RAB14及其他Rab介导了STING的后高尔基体转运^[1]

接下来，研究人员开展体内分析，以评估中断STING后高尔基体转运的生理后果。Rab14^−/−小鼠是胚胎致死的，因此实验在Gcc2^−/−小鼠身上开展。6个月大的Gcc2^−/−小鼠对各种自身免疫性疾病的常见抗原的IgM自身抗体水平明显升高。重要的是，Gcc2^−/−Sting^−/−小鼠的这些自身抗体则完全恢复到野生型水平。由此可见，Gcc2缺乏会在小鼠中诱导STING依赖性的自身免疫。

STING信号的激活会诱导抗肿瘤免疫力，于是，研究人员敲除B16黑色素瘤细胞中的多个STING转运辅因子，并将其植入野生型小鼠体内。三个后高尔基体辅因子的敲除（Gcc2、Rab14和Npc1）都抑制了肿瘤生长。Gcc2^KO和Rab14^KO B16肿瘤的生长速度明显慢于野生型B16肿瘤。这些数据显示，在后高尔基体步骤中中断cGAS-STING的本底流动可以实现抗肿瘤免疫，在功能上与STING激动剂相似。

整体模型的示意图^[1]

总的来说，这项研究揭示了STING在稳态下不断从内质网转运到溶酶体，而不是静止在内质网上。若后高尔基体的转运被中断，无论是通过敲除转运辅因子还是通过降低温度，都会延长STING在高尔基体的停留时间，并增强IFN信号（图3）。作者认为，与“快速而猛烈的”STING激动剂相比，这种转运中断也许是激活STING的另一种“缓慢而稳定的”模式，在癌症免疫治疗中可能会带来更有利的结果。

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