在抗病毒先天免疫中,cGAS-STING通路几乎是最核心的一条DNA感知路径。它的主线机制已经相当清晰:细胞识别异常DNA,产生cGAMP,激活STING,再进一步启动干扰素反应。但随着研究深入,人们逐渐发现,这条通路真正复杂的地方,其实不在有没有被激活,而在被激活到什么程度。而这个强度的调节,很大程度上依赖于一类并不直接识别病原体的调控蛋白。在这些调控因子中,TRIM家族一直是一个比较特殊的存在。它们大多具有E3泛素连接酶活性,参与从发育、凋亡到免疫反应的多种过程。但相比一些经典成员,TRIM69长期处在一个相对边缘的位置。
近期,郑春福教授团队在Cellular Signalling在线发表了题为“TRIM69 potentiates the cGAS-STING signalling pathway by promoting STING ubiquitination”的研究型论文。该研究证明TRIM69诱导的STING泛素化对于抗病毒先天免疫中cGAS-STING介导的IFN-I产生是必需的。这些发现表明,TRIM69是胞质DNA感知通路中的一个新型正调控蛋白,促进cGAS-STING信号通路。
TRIM69是cGAS-STING信号的潜在正调节因子
TRIM家族E3连接酶通过泛素化调控多种信号通路。为探究其对cGAS-STING介导的IFN-I通路的调控作用,作者对TRIM家族成员进行了双荧光素酶报告基因(DLR)筛选。在HEK293T细胞中共转染cGAS-Flag、STING-Flag及IFN-β启动子报告质粒,发现TRIM69能显著增强cGAS诱导的I型IFN信号。此外,TRIM69还可上调由cGAS/STING激活的IFN-β、ISG54和ISG56基因的转录。
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图1. TRIM69激活cGAS-STING介导的IFN-β信号通路
TRIM69与STING相互作用
当使用STING、TBK1和IRF3/5D激活IFN-I信号通路时,TRIM69显著增强STING介导的IFN-β启动子活性,但对TBK1或IRF3/5D介导的活性无影响。TRIM69异位表达上调STING激活的IFN-β、ISG54和ISG56转录。免疫荧光显示TRIM69与STING共定位,Co-IP证实二者直接相互作用。
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图2. TRIM69与STING相互作用
TRIM69促进STING二聚化及其高尔基易位
为探究TRIM69调控先天免疫的机制,作者构建了TRIM69敲低(KD)细胞系。TRIM69-KD2细胞中IFN-β启动子活性(cGAS/STING过表达时)及STING介导的IFN-β、ISG54、ISG56 mRNA表达均显著降低,表明TRIM69在STING水平发挥作用。非变性PAGE及Co-IP显示,TRIM69过表达增加STING二聚体数量并促进其二聚化。TRIM69还增强STING向高尔基体的转位,且二者在高尔基体共定位。
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图3. TRIM69促进STING二聚化及其高尔基易位
TRIM69通过k63连接的泛素化促进STING激活
TRIM69具有RING结构域,是E3泛素连接酶。突变体TRIM69-CA(C61A/C64A)失去酶活性。Co-IP显示,野生型TRIM69(而非TRIM69-CA)可介导STING泛素化;泛素突变体K63R阻断该修饰,表明TRIM69催化STING的K63连接泛素化。DLR实验中,TRIM69剂量依赖性增强IFN-β启动子活性,而TRIM69-CA无此作用。TRIM69增加STING蛋白蓄积及下游IFN-β、ISG54、ISG56 mRNA水平,TRIM69-CA无效。因此,TRIM69通过其E3泛素连接酶活性参与STING泛素化,正向调控IFN-β信号。
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图4. TRIM69通过k63连接的泛素化促进STING激活
TRIM69促进STING和TBK1的相互作用
为验证TRIM69对IFN-I通路的正调控作用,作者通过Co-IP及共聚焦显微镜检测STING对TBK1的招募。结果显示,TRIM69增强STING与TBK1的相互作用,表明TRIM69促进STING介导的TBK1招募。
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图5. TRIM69增强了STING与TBK1之间的相互作用
综上所述,在本研究中,TRIM69被证明在cGAS-STING介导的IFN-I信号通路中发挥正调控作用。在此过程中,TRIM69与STING的直接结合及其E3泛素连接酶活性,对于其促进K63泛素化、从而导致STING二聚化及从内质网向内质网-高尔基体中间池转位至关重要。最终,下游信号被启动,导致IFN-I的产生。DNA传感器介导的免疫应答不仅提供抗DNA病毒的保护,还对包括癌症在内的多种炎症性疾病具有重要影响。因此,深入理解cGAS-STING信号通路所涉及的多种调控机制,对于开发基于cGAS-STING介导的免疫疗法的治疗策略至关重要。除了TRIM69的抗病毒作用外,未来还需要在不同疾病模型中对其免疫调控作用进行更多研究。
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原文连接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41865946/
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