越来越多的证据表明,STING激活可能导致炎症反应和纤维化。在我们看来,这一论点主要与三个因素有关:激活STING的形式、激活STING的程度和激活STING信号的免疫细胞系类型,这三个因素都能够影响其在疾病过程中的作用。
在感染或炎症过程中,不同类型细胞释放的DNA,可不同程度地刺激环鸟苷-磷酸腺苷合成酶,激活(cGAS)-STING通路。在不同的细胞死亡方式下,DNA释放的数量、方式和速率在激活下游通路中都起着重要作用。最新的研究表明,DNA氧化程度是促进炎症反应增强的关键因素。同样地,我们发现氧化线粒体DNA是一种更强大的编码干扰素α和干扰素β的诱导物(图1A)。此外,腹腔注射氧化线粒体DNA可导致更严重的急性肺损伤(图1B)。最新的研究表明,氧化线粒体DNA以一种依赖STING的方式促进了明显的炎症反应。因此,DNA释放的特性和氧化损伤的程度,可以帮助解释DNA在急性或慢性条件下,在不同病理结果中的作用。
与所有炎症一样,STING信号可能在疾病中扮演一把双刃剑的角色。STING信号在抗感染和抗肿瘤免疫中起重要作用;然而,STING的激活会导致炎症细胞因子的增加,从而导致“细胞因子风暴”甚至死亡。已经证实,腹腔注射STING激动剂(DMXAA, 40 mg/kg)会导致小鼠的无菌休克和显著的死亡率。相比之下,STING基因敲除小鼠可免于无菌休克和死亡(图2A)。此外,STING激动剂在肺和肠中显著地诱导白细胞浸润和组织破坏,而STING耗竭与组织损伤减轻有关(图2B)。有学者认为DMXAA(10 mg/kg)在慢性胰腺炎中起保护作用,但我们发现单独使用DMXAA(40 mg/kg)可引起休克和死亡,这表明STING激活程度可能是影响疾病结局的重要因素。总之,STING的激活可能表现出一种动态变化,特别是在从急性到慢性的转变过程中。调节STING激活程度可能是防止急性胰腺炎成为慢性胰腺炎的治疗目标。
不同免疫细胞亚群的STING激活可能决定不同的疾病结局。我们发现树突状细胞(DCs)中的STING信号通路驱动肠道炎症反应。巧合的是,巨噬细胞中的STING激活显著加重了肝脏炎症和纤维化。在硅肺中,巨噬细胞或树突状细胞中的STING激活也作为一种关键的中介物,通过增强I型IFN对硅肺损伤的促炎反应。相比之下,有人报道Th17细胞的STING激活可缓解CP诱导的炎症和纤维化。基于以上证据,先天免疫细胞中的STING激活与纤维化相关,而适应性免疫细胞中的STING激活可能对纤维化有保护作用。因此,STING可能根据参与的免疫细胞类型调控不同的病理过程。
综上所述,我们提出的证据证明疾病结局是由STING通路的各个方面决定的,包括刺激因子的形式、激活程度和被激活的免疫细胞的亚群。这将使我们能够预测刺激剂是否有足够的治疗窗口,允许有效的治疗,同时尽量减少对患者的免疫毒性。
原文链接
Hu Q, Wu J, Ren Y, Wu X, Gao L, Wang G, Gu G, Ren H, Hong Z, Slade DA, Ren J. Degree of STING activation is associated with disease outcomes. Gut. 2020 Apr;69(4):792-794.