
我们的细胞里有一套“警报系统”(cGAS/STING通路),专门监测不该出现在细胞里的DNA(比如来自病毒或癌细胞自身的DNA)。一旦发现,就会“拉响警报”,启动免疫应激。但这个系统不能误报,否则会误伤自己,导致自身免疫疾病;也不能反应太迟钝,否则无法有效抵抗病毒感染和癌症。科学家们想知道,这个精准调控的分子机制是什么?尤忠胜团队发现,离子通道蛋白TRPV2在其中起到关键作用。
在此前的研究中,尤忠胜团队发现了STING和离子通道蛋白TRPV2的在内质网上的相互结合,该结合正常情况下抑制TRPV2离子通道的活性。但在有DNA复制压力存在情形下,胞质DNA的产生促进了STING和TRPV2的解离,造成TRPV2激活,导致钙离子释放。这些释放的钙离子促进复制叉的保护,对基因组稳定性维护起关键作用 (Li et al., Mol Cell 2019; Li, Kong et al., Mol Cell 2023; Kong, Cheng et al., Nat Commun 2024)。在此次研究中,团队发现TRPV2也反向调控STING的静息和激活,从而控制先天免疫反应。非常有趣的是,研究发现,TRPV2同时具有“刹车”和“油门”的双重角色。在没有胞质DNA时,TRPV2抓住“警报器”STING,把它锁在原地,防止错误启动,引发不必要的炎症或自身免疫疾病。当监测到胞质DNA,“警报”系统会产生信号,让STING和TRPV2解离。被释放的TRPV2打开其离子通道,释放钙信号。这个钙信号促进STING转移到高尔基体,激活TBK1蛋白激酶,导致下游I型干扰素和多种细胞因子的表达,从而启动先天免疫反应。

本研究首次发现TRPV2和钙离子信号直接参与cGAS/STING经典先天免疫通路的调控,通过蛋白之间的结合以及其离子通道的活性,TRPV2既控制了STING的静息状态,防止误报,导致自身免疫疾病,也直接促进STING对胞质DNA信号的反应,确保“警报”迅速“拉响”。本研究中揭示的TRPV2-STING的互作,丰富了我们对免疫系统精巧调控和平衡机制的认识。
本研究对自身免疫疾病和癌症的治疗也具有重要意义:
1. 治疗自身免疫病的新靶点:TRPV2抑制剂可能能用于治疗因cGAS/STING持续错误激活造成的先天免疫疾病,比如Aicardi-Goutieres 综合征、系统型红斑狼疮等。
2. 提升癌症免疫治疗的新思路:通过破坏STING-TRPV2的结合,可以促进肿瘤微环境中cGAS/STING通路激活,让“冷”肿瘤变成“热肿瘤”,从而帮助现有的免疫疗法(如PD-1抗体和PD-L1抗体)更有效地清除癌细胞。
本研究的主要工作在华盛顿大学医学院完成,后续研究将在创新中心进一步开展。团队将通过动物模型研究,进一步深入验证TRPV2-STING互作对先天免疫系统的调控;解析TRPV2-STING复合物结构,进一步揭示其相互作用的分子机制;开发报告系统,筛选针对TRPV2及与STING互作的化学分子,进行药物开发和临床试验,用于治疗癌症和自免疾病。
原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124725015177?via%3Dihub
专家介绍:
尤忠胜
获得浙江大学学士学位、中国科学院上海生物化学研究所硕士学位和加州大学圣地亚哥分校博士学位,在美国索尔克研究所分子细胞生物学实验室完成博士后研究。曾任美国圣路易斯华盛顿大学医学院细胞生物学与生理学系助理教授、副教授、教授。现任首都医学科学创新中心资深研究员、肿瘤研究所副所长,美国圣路易斯华盛顿大学医学院细胞生物学与生理学系客座教授。
尤忠胜实验室聚焦于细胞基因组稳定性维持、RNA质量监测与先天免疫调控三大方向,深入解析其核心机制与互作网络,研发针对肿瘤和自身免疫疾病的新型治疗策略与药物。
实验室主页:https://www.cimrbj.ac.cn/channel/1972162189498388480.html