清華新聞網(wǎng)3月30日電 近日，清華大學(xué)藥學(xué)院尹航團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)干擾素基因刺激因子（STING）在激活后，能夠以寡聚體的形式進(jìn)入細(xì)胞外囊泡（EVs）；同時(shí)，研究鑒定得到內(nèi)吞體轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體（ESCRT）的元件STAM（信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)銜接分子）蛋白能夠結(jié)合STING的寡聚體，并將其轉(zhuǎn)運(yùn)到EVs中；最終，該研究表明STAM負(fù)調(diào)控STING信號(hào)通路，說(shuō)明了STAM協(xié)助STING進(jìn)入EVs并被降解的過(guò)程，是一種STING在激活后的適時(shí)終止，達(dá)到精準(zhǔn)調(diào)控的機(jī)制。
圖1.STAM協(xié)助STING寡聚體進(jìn)入EVs，防止STING信號(hào)通路過(guò)度激活
細(xì)胞外囊泡（EVs）是一種重要的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，它是一類(lèi)能夠被絕大多數(shù)細(xì)胞分泌，廣泛存在于各種體液包括血清、血漿、尿液等的膜性小泡，其直徑在大約50至150納米左右，表面存在一系列跨膜四蛋白的標(biāo)志物，包括CD9、CD63、CD81等。EVs已被證明能夠通過(guò)其攜帶脂質(zhì)、蛋白、核酸、糖鏈等一系列生物活性物質(zhì)，介導(dǎo)細(xì)胞間通訊等重要的生物學(xué)過(guò)程。EVs參與生物體系內(nèi)各種機(jī)制的調(diào)控，天然免疫響應(yīng)是機(jī)體抵抗病原微生物入侵的第一道防線(xiàn)，在相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展中起到關(guān)鍵作用。諸多研究表明，EVs能夠通過(guò)攜帶的各種內(nèi)容物，調(diào)控天然免疫信號(hào)響應(yīng)。
在天然免疫應(yīng)答中，STING信號(hào)通路在抗病毒天然免疫以及腫瘤免疫等過(guò)程中發(fā)揮重要作用。STING信號(hào)通路的精準(zhǔn)調(diào)控對(duì)于機(jī)體的免疫穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要，STING的異常激活可能會(huì)導(dǎo)致STING相關(guān)幼年發(fā)病性血管病變（SAVI）、系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE）、Aicardi-Goutières綜合征（AGS）等疾病。近年來(lái)，諸多研究報(bào)道，STING的亞細(xì)胞定位（包括溶酶體、自噬小體等）與其信號(hào)通路的精準(zhǔn)調(diào)控密切相關(guān)。然而STING在EVs這一廣泛參與天然免疫調(diào)控的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的定位與功能卻仍所知甚少。
研究者通過(guò)超速離心的方法分離得到了STING信號(hào)通路激活后的細(xì)胞分泌產(chǎn)生的EVs，結(jié)合生化實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，確認(rèn)了STING在激活后能夠通過(guò)多囊泡體途徑進(jìn)入EVs（圖2左）。進(jìn)一步研究中，研究者通過(guò)非變性凝膠電泳（Native PAGE）確認(rèn)了EVs中的STING是以寡聚體的形式存在（圖2右）。
圖2.STING在激活后以寡聚體形式分泌進(jìn)入EVs。左：STING在激活后能夠通過(guò)多囊泡體途徑進(jìn)入EVs；右：EVs中的STING是以寡聚體的形式存在
在明確現(xiàn)象后，研究者著手深入探索協(xié)助STING寡聚體進(jìn)入EVs的分子機(jī)器。通過(guò)構(gòu)建了一系列穩(wěn)定敲降基因的細(xì)胞系，研究者篩選得到了ESCRT中的元件STAM能夠協(xié)助STING的寡聚體進(jìn)入EVs。而進(jìn)一步生化實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，STING在激活后形成的寡聚體能夠與STAM發(fā)生直接結(jié)合，并使STAM發(fā)生誘導(dǎo)表達(dá)。
在闡明現(xiàn)象和機(jī)制后，研究者開(kāi)始研究其中的生物學(xué)功能。通過(guò)一系列的細(xì)胞生物學(xué)工具，研究者發(fā)現(xiàn)，EVs中的STING幾乎全部與受體細(xì)胞的溶酶體共定位，說(shuō)明STING進(jìn)入EVs最終可能被受體細(xì)胞的溶酶體所降解。而細(xì)胞水平的生化檢測(cè)也說(shuō)明STAM能夠負(fù)調(diào)控STING信號(hào)通路。這就說(shuō)明了STAM協(xié)助STING進(jìn)入EVs并被降解的過(guò)程，是一種STING在激活后的適時(shí)終止，達(dá)到精準(zhǔn)調(diào)控的機(jī)制。
EVs最早在網(wǎng)織紅細(xì)胞中被發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)，研究者認(rèn)為其是細(xì)胞釋放的“垃圾袋”，用以消除細(xì)胞內(nèi)多余而無(wú)用的物質(zhì)。近年來(lái)，隨著EVs內(nèi)容物的研究逐漸增多，對(duì)于EVs的研究也開(kāi)始側(cè)重于討論EVs在細(xì)胞間通訊中所起到的功能，這也導(dǎo)致了EVs最原始的功能被漸漸忽視。研究表明，EVs在天然免疫信號(hào)調(diào)控中也會(huì)發(fā)揮其原始功能，與介導(dǎo)細(xì)胞間通訊的機(jī)制共同對(duì)生物學(xué)平衡進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控。該研究加深了對(duì)于STING信號(hào)通路的調(diào)控的認(rèn)識(shí)，并為相關(guān)疾病的理解與治療提供基礎(chǔ)。
以上研究成果于3月22日在細(xì)胞外囊泡領(lǐng)域旗艦期刊《細(xì)胞外囊泡雜志》（Journal of Extracellular Vesicles）上發(fā)表，標(biāo)題為“STAM將STING寡聚物轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外囊泡中以下調(diào)先天免疫反應(yīng)”（STAM transports STING oligomers into extracellular vesicles, down-regulating the innate immune response）。
論文通訊作者為清華大學(xué)藥學(xué)院尹航教授，第一作者為清華大學(xué)化學(xué)系博士研究生梁家琦。
論文鏈接：
http://dx.doi.org/10.1002/jev2.12316
供稿：藥學(xué)院
題圖設(shè)計(jì)：劉雨田
編輯：李華山
審核：郭玲
