王夢(mèng)秋，徐平龍，2，3，4，吳芑柔

1. 浙江大學(xué)生命科學(xué)研究院，浙江 杭州 310058

2. 浙江大學(xué)生命系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 浙江省癌癥分子細(xì)胞生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310058

3. 浙江大學(xué)杭州國(guó)際科創(chuàng)中心智能醫(yī)藥研究所，浙江 杭州 311200

4. 浙江大學(xué)癌癥研究院，浙江 杭州 310058

腫瘤免疫微環(huán)境包括腫瘤細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、多種類型的免疫細(xì)胞和復(fù)雜的細(xì)胞外基質(zhì)等，是腫瘤與免疫相互作用的關(guān)鍵因素。與正常細(xì)胞比較，腫瘤細(xì)胞通常存在異常的細(xì)胞質(zhì)DNA，其來源主要包括基因組不穩(wěn)定性形成的包裹染色質(zhì)片段的微核釋放［1］、DNA 損傷修復(fù)和細(xì)胞周期失調(diào)引起的胞質(zhì)內(nèi)異常dsDNA 的積累［2］。此外，氧化應(yīng)激和線粒體功能障礙也可能導(dǎo)致線粒體DNA 泄露到細(xì)胞質(zhì)中［3］。DNA 作為一種免疫刺激因子，具有PAMP和DAMP 的雙重特性，被模式識(shí)別受體識(shí)別，參與調(diào)控微生物感染、自身免疫、炎癥、器官退化等多種病理過程［4］。

cGAS-STING 通路是識(shí)別胞質(zhì)DNA 的重要途徑。cGAS 可以識(shí)別細(xì)胞質(zhì)中游離的dsDNA，其同源二聚體以高親和力結(jié)合不同來源的dsDNA，形成四聚體復(fù)合物，并通過液-液相分離促進(jìn)聚集［5］。cGAS對(duì)dsDNA的識(shí)別是序列非依賴的，在靜息狀態(tài)下cGAS 為自抑制狀態(tài)，其在結(jié)合dsDNA 后發(fā)生構(gòu)象變化，激活并催化第二信使cGAMP 的合成［6］。cGAMP 結(jié)合內(nèi)質(zhì)網(wǎng)跨膜蛋白STING 的細(xì)胞質(zhì)配體結(jié)合域，使STING 發(fā)生構(gòu)象變化后活化，在COP-Ⅱ和ARF GTP酶等調(diào)節(jié)蛋白的協(xié)助下，從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-高爾基體中間體以及高爾基體［7］。STING 在轉(zhuǎn)位過程中招募TBK1/IKKε 激酶，后者經(jīng)磷酸化活化后招募IRF3 形成經(jīng)典的STING 信號(hào)體。隨后，磷酸化并二聚化的IRF3 進(jìn)入細(xì)胞核，促進(jìn)Ⅰ型干擾素和大量ISG 產(chǎn)生，并協(xié)同活化的NF-κB 誘導(dǎo)促炎性細(xì)胞因子產(chǎn)生。除了介導(dǎo)天然免疫應(yīng)答之外，cGAS-STING 信號(hào)的非經(jīng)典功能也受到了廣泛的關(guān)注，在細(xì)胞衰老、自噬、信使RNA翻譯和能量代謝等多種生理過程中具有重要的調(diào)控功能［4］。

cGAS-STING 通路在腫瘤免疫調(diào)控中扮演著重要的角色，是連接天然免疫和適應(yīng)性免疫的關(guān)鍵橋梁，已成為腫瘤免疫治療中備受關(guān)注的靶點(diǎn)［8］。cGAS-STING 通路的下游信號(hào)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期停滯，從而阻礙了早期腫瘤發(fā)展［9-11］，介導(dǎo)抗原提呈細(xì)胞激活以及促炎性細(xì)胞因子產(chǎn)生，促進(jìn)腫瘤免疫循環(huán)并重塑腫瘤免疫微環(huán)境［12-13］，并促使樹突狀細(xì)胞、T 淋巴細(xì)胞、NK 細(xì)胞等免疫細(xì)胞招募和激活，增強(qiáng)了免疫監(jiān)視以及免疫系統(tǒng)對(duì)腫瘤細(xì)胞的攻擊能力［14］。cGAS-STING通路的細(xì)胞間信號(hào)傳遞有多種方式，包括基于膜系統(tǒng)細(xì)胞外囊泡運(yùn)輸、膜融合和吞噬作用等，基于膜蛋白介導(dǎo)的轉(zhuǎn)運(yùn)和縫隙連接等［12］，深入研究腫瘤免疫中cGAS-STING 通路的細(xì)胞間信號(hào)傳遞，有助于更深入地理解細(xì)胞之間的相互作用，腫瘤微環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化以及免疫細(xì)胞的協(xié)同作用，同時(shí)為癌癥治療和免疫療法的發(fā)展提供潛在的靶點(diǎn)和策略。本文將深入探討cGAS-STING 通路在鄰近細(xì)胞之間的細(xì)胞間信號(hào)傳遞，涵蓋不同的介質(zhì)和傳遞方式，從信號(hào)傳遞的角度探討其在腫瘤免疫治療中的生物學(xué)意義。

1 cGAS-STING信號(hào)通路對(duì)腫瘤微環(huán)境的調(diào)控

在腫瘤中，cGAS-STING通路的作用具有兩面性。一方面，STING 的激活上調(diào)了腫瘤細(xì)胞中的多種炎癥基因，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期停滯，從而阻礙了早期的腫瘤發(fā)展［9-11］。同時(shí)，腫瘤來源的dsDNA、cGAMP 以及活化的STING 蛋白可以通過細(xì)胞間轉(zhuǎn)移激活樹突狀細(xì)胞、NK 細(xì)胞等中的STING 信號(hào)級(jí)聯(lián)，促進(jìn)腫瘤免疫循環(huán)并重塑腫瘤免疫微環(huán)境［12-13］。此外，STING介導(dǎo)的自噬具有非免疫性抗腫瘤的功能［15］。另一方面，cGAS-STING通路促進(jìn)一些腫瘤的發(fā)生發(fā)展，如STING 誘導(dǎo)的調(diào)節(jié)性B 細(xì)胞限制腫瘤免疫中NK 細(xì)胞功能［16］，STING上調(diào)PD-L1促進(jìn)宮頸癌進(jìn)展［17］等。

腫瘤免疫微環(huán)境中cGAS-STING 通路的細(xì)胞間信號(hào)傳遞涉及多種復(fù)雜的介質(zhì)和機(jī)制，具有深遠(yuǎn)的生物學(xué)意義。該信號(hào)的細(xì)胞間傳遞促進(jìn)了信息共享，來自受損或癌變細(xì)胞的關(guān)鍵信息可以傳遞給免疫細(xì)胞，這有助于維持免疫監(jiān)視的高度敏感性。同時(shí)，這一過程介導(dǎo)了腫瘤微環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化，cGAS-STING通路通過產(chǎn)生干擾素和促炎性細(xì)胞因子，形成炎癥微環(huán)境，使腫瘤細(xì)胞更容易被免疫系統(tǒng)識(shí)別和攻擊［18］。此外，cGAS-STING通路在樹突狀細(xì)胞、T 淋巴細(xì)胞、NK 細(xì)胞等不同類型免疫細(xì)胞間的通信加強(qiáng)了免疫系統(tǒng)的協(xié)同作用，有助于有效識(shí)別、定位和清除腫瘤細(xì)胞［12］。研究表明，宿主細(xì)胞可以將PAMP 以及cGAS-STING通路的信號(hào)因子轉(zhuǎn)移到旁觀者細(xì)胞中，并促進(jìn)旁觀者細(xì)胞中該信號(hào)的激活［19］。

隨著cGAS-STING 通路調(diào)控腫瘤免疫機(jī)制的深入研究，STING 激動(dòng)劑的研發(fā)受到了極大的關(guān)注。STING 激動(dòng)劑能有效促進(jìn)腫瘤消退，在臨床前試驗(yàn)中獲得了不錯(cuò)的結(jié)果。但是，由于STING激動(dòng)劑的臨床應(yīng)用存在穩(wěn)定性差、跨膜性差以及腫瘤精確性不足等問題［20］，其臨床試驗(yàn)結(jié)果不容樂觀［21-22］（附表1）。

利用細(xì)胞外囊泡或病毒包被等可對(duì)STING 激動(dòng)劑進(jìn)行包裝，這在腫瘤治療中具有巨大的潛力。細(xì)胞外囊泡是天然的載體，具有較高的生物相容性，不易引起免疫反應(yīng)或毒副作用，因此在藥物遞送中安全性更高［23］。在穩(wěn)定性上，細(xì)胞外囊泡以及病毒的膜結(jié)構(gòu)在很大程度上保護(hù)了其負(fù)載物質(zhì)，使藥物能夠在血液中較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定，提供了更長(zhǎng)的治療窗口。在跨膜性能上，細(xì)胞外囊泡能夠穿越細(xì)胞膜、組織屏障和血腦屏障等生物屏障，將藥物傳遞到腫瘤組織等目標(biāo)部位［24］。在精確性上，細(xì)胞外囊泡作為藥物遞送領(lǐng)域的一種前沿技術(shù)，可以通過特定的表面分子與目標(biāo)細(xì)胞選擇性相互作用實(shí)現(xiàn)藥物的精確遞送［25］。cGAS-STING 通路的細(xì)胞間信號(hào)傳遞為STING 激動(dòng)劑等藥物的遞送提供了潛在的機(jī)制，可用于精確遞送藥物以及擴(kuò)大藥物影響范圍等，能克服STING 激動(dòng)劑在臨床應(yīng)用中的不足。

2 cGAS-STING基于膜系統(tǒng)的細(xì)胞間通信

在腫瘤免疫微環(huán)境中，膜介導(dǎo)的細(xì)胞間通信是cGAS-STING 通路信號(hào)在不同類型細(xì)胞間傳遞的重要機(jī)制之一，包括細(xì)胞外囊泡運(yùn)輸、吞噬作用和細(xì)胞膜融合等（圖1）。這些基于膜系統(tǒng)的細(xì)胞間通信能傳遞dsDNA、cGAMP 和活化的STING蛋白等重要的免疫分子，從而加強(qiáng)免疫監(jiān)視和炎癥應(yīng)答。

圖1 cGAS-STING通路的細(xì)胞間信號(hào)傳遞Figure 1 The cell-to-cell communications of cGAS-STING pathway

2.1 細(xì)胞外囊泡運(yùn)輸

細(xì)胞外囊泡是從細(xì)胞膜突起產(chǎn)生的脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)的囊泡小體，可以被細(xì)胞釋放和捕獲，廣泛存在于各種體液中，通過自分泌和旁分泌方式參與抗原提呈、細(xì)胞遷移和細(xì)胞分化等［26］。細(xì)胞外囊泡中包裹的功能分子包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、遺傳物質(zhì)、氨基酸和代謝產(chǎn)物等。在腫瘤免疫中，細(xì)胞外囊泡對(duì)受體細(xì)胞的影響主要由其內(nèi)容物決定，cGAS-STING 通路的dsDNA 和活化的STING 蛋白能通過細(xì)胞外囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)至旁觀者細(xì)胞。

在感染、炎癥和惡性腫瘤等情況下，dsDNA存在于直徑小于200 nm 的小型細(xì)胞外囊泡中，包含有外源dsDNA 的細(xì)胞外囊泡是PAMP 在細(xì)胞間傳遞的重要方式［27］。在克羅恩病中，攜帶dsDNA 的細(xì)胞外囊泡從炎癥部位釋放，隨后激活cGAS-STING 通路，增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的先天免疫反應(yīng)，從而加重疾?。?8］。在腫瘤中，細(xì)胞向外分泌包含有dsDNA 的細(xì)胞外囊泡，調(diào)節(jié)腫瘤免疫微環(huán)境，細(xì)胞外囊泡到達(dá)受體細(xì)胞后引起多種響應(yīng)，如線粒體DNA 結(jié)合蛋白Lon 的上調(diào)能夠誘導(dǎo)攜帶線粒體DNA 和PD-L1 的細(xì)胞外囊泡的分泌，進(jìn)一步誘導(dǎo)干擾素和IL-6的產(chǎn)生并減弱T淋巴細(xì)胞的免疫能力［29］，從而調(diào)控腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移。

細(xì)胞外囊泡也能夠攜帶cGAMP，但其是否具有功能還有待進(jìn)一步研究。與細(xì)胞外囊泡類似，病毒感染的細(xì)胞中包含cGAMP 的病毒顆粒將胞質(zhì)DNA 識(shí)別信號(hào)傳遞到下一個(gè)被感染的細(xì)胞中［30］。研究顯示，cGAMP是能包被進(jìn)病毒顆粒內(nèi)的一種小分子，且包裹進(jìn)病毒顆粒內(nèi)cGAMP 的量足以激活細(xì)胞質(zhì)中的STING，從而引發(fā)抗病毒免疫應(yīng)答［31］?；赾GAMP 結(jié)構(gòu)的STING 激動(dòng)劑是腫瘤免疫中極具發(fā)展前景的藥物靶點(diǎn)，以病毒顆?；蚣?xì)胞外囊泡的方式遞送STING 激動(dòng)劑為腫瘤免疫治療提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和研發(fā)方向。

值得注意的是，活化的STING 蛋白被封裝到由RAB22A 介導(dǎo)的細(xì)胞外囊泡中，通過非經(jīng)典自噬機(jī)制在細(xì)胞間傳遞［32］。STING是一種位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的跨膜蛋白，當(dāng)與cGAMP 結(jié)合時(shí)，其與cGAMP的連接區(qū)域結(jié)構(gòu)會(huì)重組，進(jìn)而導(dǎo)致STING的活化，進(jìn)一步被定向運(yùn)輸?shù)礁郀柣w，并通過自噬和溶酶體降解［4］。RAB22A 與PI4K2A 結(jié)合產(chǎn)生PI4P，PI4P招募形成Atg12-Atg5-Atg16L1復(fù)合體，從而誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中RAB22A 介導(dǎo)的非經(jīng)典自噬體形成，該自噬體包裹了激活的STING 蛋白。隨后，活化的STING蛋白被包裝進(jìn)拉菲體（rafeesomes），這是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)來源RAB22A 介導(dǎo)的非經(jīng)典自噬小體與RAB22A 陽(yáng)性的早期內(nèi)體融合形成的細(xì)胞器。在此過程中，RAB22A 使RAB7 失活，從而抑制了拉菲體與溶酶體的融合，并使這些內(nèi)含活化STING 的小囊泡以細(xì)胞外囊泡的形式分泌出來。內(nèi)吞體轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體ESCRT 的元件STAM 同樣參與結(jié)合活化的STING 寡聚體，并將其轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞外囊泡中［33］。旁觀者細(xì)胞接受含有STING 的細(xì)胞外囊泡，促使其釋放β 干擾素到腫瘤微環(huán)境中，從而促進(jìn)抗腫瘤免疫［32］。在受體細(xì)胞中，STAM 還通過協(xié)助STING 降解負(fù)向調(diào)控STING 信號(hào)，以達(dá)到精準(zhǔn)調(diào)控的目的［33］。盡管在STING 蛋白中尚未發(fā)現(xiàn)分泌信號(hào)肽，但在Ⅰ型單純皰疹病毒感染產(chǎn)生的細(xì)胞外囊泡中檢測(cè)到了宿主來源的STING 蛋白［34］，從側(cè)面證明STING 通過細(xì)胞外囊泡進(jìn)行細(xì)胞間傳遞，為理解功能膜蛋白的細(xì)胞間遷移提供了新的視角。通過拉菲體將活化STING 分泌到細(xì)胞外能夠重塑腫瘤微環(huán)境，增強(qiáng)抗腫瘤免疫的療效，可能成為以STING 為靶點(diǎn)的免疫治療策略。

2.2 吞噬作用和細(xì)胞膜融合

巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和中性粒細(xì)胞等免疫細(xì)胞通過吞噬作用攝取DAMP，包括凋亡細(xì)胞、損傷相關(guān)碎片和代謝產(chǎn)物等。腫瘤細(xì)胞與免疫細(xì)胞之間的dsDNA 轉(zhuǎn)移通常通過吞噬作用發(fā)生在腫瘤微環(huán)境中。免疫細(xì)胞感知腫瘤細(xì)胞來源的dsDNA，觸發(fā)cGAS-STING 信號(hào)的激活，促進(jìn)抗原提呈以及獲得性免疫反應(yīng)［35］。此外，在HIV-1 感染中，病毒融合蛋白HIV-1 Env在供體T淋巴細(xì)胞中表達(dá)介導(dǎo)了其與內(nèi)源性表達(dá)HIV受體CD4的未感染巨噬細(xì)胞發(fā)生膜融合反應(yīng)，cGAMP通過融合位點(diǎn)的細(xì)胞間轉(zhuǎn)移增強(qiáng)了巨噬細(xì)胞干擾素反應(yīng)［36］，這表明細(xì)胞與細(xì)胞間接觸依賴的膜融合事件是抵御病毒感染的一部分。吞噬作用和膜融合發(fā)生均能介導(dǎo)cGAS-STING 信號(hào)通路在不同類型細(xì)胞間傳遞，這對(duì)于免疫系統(tǒng)的協(xié)同至關(guān)重要。

3 cGAS-STING基于膜蛋白的細(xì)胞間通信

基于膜蛋白的細(xì)胞間通信是細(xì)胞間實(shí)現(xiàn)物質(zhì)和信號(hào)傳遞的另一種重要機(jī)制。這些膜蛋白允許離子、小分子、蛋白質(zhì)等通過細(xì)胞膜或亞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳遞，從而影響細(xì)胞的功能。cGAMP能通過縫隙連接、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等方式在鄰近細(xì)胞間傳遞，而dsDNA 能通過膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在鄰近細(xì)胞間傳遞，這對(duì)免疫調(diào)節(jié)和炎癥反應(yīng)至關(guān)重要（圖1、2）。

圖2 cGAS-STING基于膜蛋白的細(xì)胞間通信Figure 2 The cell-to-cell communications of cGAS-STING pathway based onmembrane protein

3.1 縫隙連接

縫隙連接是一種細(xì)胞間通道，允許相鄰細(xì)胞進(jìn)行離子和小分子的直接交換。cGAMP 不能直接穿過細(xì)胞膜，其在細(xì)胞間的傳遞需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助，cGAMP可以通過縫隙連接在兩個(gè)相鄰細(xì)胞間自由傳遞。最先在病毒感染的細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)cGAMP通過縫隙連接在細(xì)胞間傳遞［37］，連接蛋白connexin 43 和45 介導(dǎo)了病毒感染的內(nèi)皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞之間的cGAMP 傳遞，這種跨細(xì)胞類型激活的cGAS-STING 通路加強(qiáng)了抗病毒免疫應(yīng)答［38］。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，將cGAMP 包被在脂質(zhì)體中，并涂布在肺表面活性物質(zhì)上，其可以被肺泡巨噬細(xì)胞吸收，并通過縫隙連接轉(zhuǎn)移到肺泡上皮細(xì)胞［39］。此外，在腦轉(zhuǎn)移腫瘤中，腫瘤細(xì)胞通過protocadherin 7 和connexin 43 介導(dǎo)的縫隙連接將cGAMP傳遞給星形膠質(zhì)細(xì)胞，加強(qiáng)干擾素和腫瘤壞死因子等細(xì)胞因子的分泌，從而促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移［40］。因此，破壞這種旁分泌環(huán)路的縫隙連接調(diào)節(jié)因子可能成為治療該類腦轉(zhuǎn)移腫瘤的靶點(diǎn)。

3.2 穿膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白

與縫隙連接不同，基于膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的信號(hào)傳遞涉及出現(xiàn)在細(xì)胞外基質(zhì)中的信號(hào)分子，參與調(diào)控腫瘤免疫微環(huán)境中的細(xì)胞外基質(zhì)，并能將信號(hào)分子傳遞到更遠(yuǎn)處的受體細(xì)胞中。腫瘤細(xì)胞死亡會(huì)釋放大量dsDNA 到細(xì)胞外基質(zhì)中，通常這些dsDNA 會(huì)被DNA 酶快速降解，因此失去免疫原性。內(nèi)源性抗菌肽LL-37是中性粒細(xì)胞的重要效應(yīng)分子，具有廣譜殺菌及抗腫瘤活性，能與細(xì)胞外基質(zhì)中的dsDNA形成復(fù)合體，介導(dǎo)dsDNA轉(zhuǎn)運(yùn)到單核細(xì)胞中，以Toll 樣受體非依賴的方式介導(dǎo)Ⅰ型干擾素的產(chǎn)生，調(diào)節(jié)腫瘤免疫微環(huán)境，從而調(diào)控NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞的功能［41］。

細(xì)胞外基質(zhì)中的cGAMP受到其唯一水解酶ENPP1 的調(diào)控［42-43］，并且能在多種膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助下穿過細(xì)胞膜進(jìn)入受體細(xì)胞的胞質(zhì)中，激活并傳遞cGAS-STING 信號(hào)通路。轉(zhuǎn)運(yùn)cGAMP的膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可以分為向細(xì)胞外輸出和向細(xì)胞內(nèi)攝取兩種類型。 MRP1，也稱為ABCC1，其結(jié)構(gòu)包含17 個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域形成的孔洞，是依賴ATP的直接輸出cGAMP的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白［44］。MRP1 通過向外輸出cGAMP 阻止細(xì)胞質(zhì)中的cGAMP 與STING 的結(jié)合，從而負(fù)向調(diào)控cGAS-STING 通路介導(dǎo)的干擾素的產(chǎn)生［45］。VRAC是響應(yīng)細(xì)胞外滲透壓變化的離子通道，能根據(jù)cGAMP 化學(xué)濃度梯度介導(dǎo)cGAMP 的輸出和輸入，其組成蛋白LRRC8A 的遺傳學(xué)敲除可以抑制VRAC 通道活性并抑制各種原代和培養(yǎng)細(xì)胞中50%~70% 的cGAMP 攝?。?9，46］。SLC 家族中的SLC19A1 是介導(dǎo)包括cGAMP 在內(nèi)的多種相似環(huán)狀二核苷酸攝取的蛋白，結(jié)構(gòu)分析顯示cGAMP 的攝取需要反向的陰離子濃度梯度提供驅(qū)動(dòng)力［47-48］。SLC19A1 在THP-1和U937人單核細(xì)胞系中發(fā)揮作用，其同家族的SLC46A 作為陽(yáng)離子交換劑在CD14+單核細(xì)胞中被鑒定為調(diào)控cGAMP 攝取的主要蛋白［49］。ATP 門控蛋白P2X7R 是傳遞cGAMP 的另一種蛋白質(zhì)，作為非選擇性陽(yáng)離子通道在免疫細(xì)胞中高表達(dá)，開放其通道需要細(xì)胞外高濃度的ATP。在細(xì)胞損傷或死亡時(shí)，細(xì)胞外存在高濃度ATP，允許cGAMP 等納米級(jí)分子通過［50］。LL-37 除了能介導(dǎo)dsDNA 的細(xì)胞間傳遞，也可介導(dǎo)cGAMP 的傳遞從而增強(qiáng)cGAS-STING 通路的激活［51］，但其機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。綜上，基于膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的cGAMP 細(xì)胞間傳遞需要結(jié)合細(xì)胞外基質(zhì)以及離子濃度發(fā)揮作用，并受到ENPP1的調(diào)控。

4 cGAS-STING 基于配體-受體反應(yīng)的細(xì)胞間通信

在腫瘤免疫微環(huán)境的調(diào)控中，cGAS-STING通路下游的效應(yīng)因子如干擾素發(fā)揮著關(guān)鍵而復(fù)雜的作用（圖1）。干擾素是一類高活性、多功能的分泌型糖蛋白，具有廣泛的生物學(xué)活性，通過配體-受體反應(yīng)調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫、病原體感染、抗腫瘤免疫應(yīng)答和炎癥反應(yīng)等。Ⅰ型和Ⅲ型干擾素是Toll 樣受體、RIG-Ⅰ樣受體和cGAS 下游的重要分泌蛋白，其在細(xì)胞間的傳遞主要通過與受體蛋白（如α 干擾素受體1 和α 干擾素受體2）結(jié)合，并以旁分泌的方式激活JAK-STAT 信號(hào)通路［52］。這個(gè)基于配體-受體的干擾素信號(hào)傳遞過程促使多個(gè)ISG 的產(chǎn)生，從而調(diào)節(jié)和影響免疫應(yīng)答。干擾素在腫瘤免疫中的作用是多方面的。首先，干擾素能夠激活樹突狀細(xì)胞，后者在免疫系統(tǒng)中充當(dāng)信息傳遞的樞紐。激活的樹突狀細(xì)胞能夠捕獲和提呈腫瘤相關(guān)抗原，隨后激活適應(yīng)性免疫細(xì)胞，干擾素通過增加CD8+T 細(xì)胞數(shù)和活性來加強(qiáng)免疫系統(tǒng)對(duì)于腫瘤的攻擊力［53］。值得注意的是，干擾素也可以通過PD-L1 調(diào)控免疫監(jiān)視。PD-L1與T 淋巴細(xì)胞表面上的PD-1 受體相互作用，抑制T 淋巴細(xì)胞的活性［54］，從而允許腫瘤細(xì)胞逃脫免疫攻擊。而干擾素通過減少PD-L1 的表達(dá)，恢復(fù)T 淋巴細(xì)胞的殺傷功能，進(jìn)一步增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)［55］。干擾素在腫瘤免疫中發(fā)揮著復(fù)雜而關(guān)鍵的作用，其激活了免疫細(xì)胞，提高了抗腫瘤免疫反應(yīng)，同時(shí)也有助于克服腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸策略。因此，研究cGAS-STING 通路下游的效應(yīng)因子如干擾素的細(xì)胞間傳遞對(duì)于更好地理解和利用免疫系統(tǒng)來對(duì)抗腫瘤具有重要意義。

5 結(jié) 語(yǔ)

cGAS-STING 通路在增強(qiáng)先天免疫和激活適應(yīng)性免疫方面具有重要功能，其信號(hào)的激活通常有助于提高抗腫瘤免疫，且STING 激動(dòng)劑是極具潛力的腫瘤免疫治療藥物［56］。值得注意的是，cGAS-STING 通路不僅在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，還可以通過基于膜系統(tǒng)的細(xì)胞外囊泡運(yùn)輸、吞噬作用和細(xì)胞膜融合，基于蛋白質(zhì)通道的縫隙連接、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，以及配體-受體反應(yīng)等多種途徑，作為一種可傳遞的信號(hào)傳播到旁觀者細(xì)胞中（圖1）。cGAS-STING 通路在細(xì)胞間的傳遞擴(kuò)大了感知PAMP和DAMP的影響范圍，增強(qiáng)了天然免疫。

然而，cGAS-STING 通路信號(hào)在細(xì)胞間傳遞的精確機(jī)制及其在多種疾病特別是腫瘤中的免疫治療方案仍須進(jìn)一步研究。調(diào)節(jié)cGAS-STING信號(hào)的細(xì)胞間傳遞是一種有前景的可治療腫瘤的新策略。細(xì)胞外基質(zhì)中的cGAMP 被認(rèn)為是腫瘤的免疫刺激因子，注射cGAMP 在多種腫瘤臨床前研究中顯示有效，這表明高水平的細(xì)胞外cGAMP 可以促進(jìn)免疫反應(yīng)。而細(xì)胞外基質(zhì)中的cGAMP 生理濃度受到cGAMP 水解酶ENPP1的控制，這使得ENPP1 成為干預(yù)cGAS-STING 信號(hào)傳遞的潛在靶點(diǎn)［57］。不透膜的ENPP1 抑制劑可以顯著增加血漿中的cGAMP 濃度增強(qiáng)免疫反應(yīng)，從而減輕腫瘤的負(fù)擔(dān)，目前已有相關(guān)藥物進(jìn)行臨床試驗(yàn)［58］。此外，在抗腫瘤藥物治療的過程中，dsDNA 的細(xì)胞間傳遞有助于腫瘤的治療，腫瘤細(xì)胞釋放的細(xì)胞外囊泡中包含有dsDNA，能夠激活樹突狀細(xì)胞，并且細(xì)胞外囊泡通過傳遞活化的STING 誘導(dǎo)β 干擾素的產(chǎn)生，促進(jìn)抗腫瘤免疫［28，32］。進(jìn)一步開發(fā)和研究cGAMP 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白如LRRC8A的激活劑和抑制劑也將為調(diào)控腫瘤免疫提供新的靶標(biāo)。反之，抑制縫隙連接阻礙cGAMP從腫瘤細(xì)胞傳遞到星形膠質(zhì)細(xì)胞，這也是限制腫瘤腦轉(zhuǎn)移的策略之一［40］。值得注意的是，由于cGAS-STING信號(hào)能夠引起細(xì)胞因子風(fēng)暴［59］，期望相關(guān)藥物增強(qiáng)效應(yīng)的同時(shí)，還要避免cGAS-STING通路長(zhǎng)期激活導(dǎo)致的慢性炎癥。

研究表明，cGAS-STING 通路不僅在誘導(dǎo)干擾素響應(yīng)中發(fā)揮作用，還介導(dǎo)非經(jīng)典信號(hào)調(diào)控蛋白質(zhì)翻譯［60］、細(xì)胞代謝［61］、細(xì)胞衰老［2］和細(xì)胞死亡［62］等多種生理過程。最近有研究報(bào)道STING蛋白的新功能——作為氫離子通道介導(dǎo)高爾基體內(nèi)氫離子的外流導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)酸堿度值上升，從而參與非經(jīng)典自噬和NLRP3炎癥小體的激活［63］，這加深了我們對(duì)DNA 識(shí)別信號(hào)調(diào)控和傳遞的理解。DNA 識(shí)別信號(hào)在不同的生理過程和治療策略中激活不同的下游通路，其信號(hào)傳遞的復(fù)雜性及其對(duì)腫瘤免疫的調(diào)控作用需要進(jìn)一步的研究。cGAS-STING 通路中STING 的激動(dòng)劑是一種極具治療潛力的腫瘤免疫療法，而cGAMP 以及基于環(huán)狀二核苷酸結(jié)構(gòu)研發(fā)的STING 激動(dòng)劑在腫瘤中的應(yīng)用具有局限性。利用cGAS-STING 通路在細(xì)胞間傳遞的不同方式可以將STING 激動(dòng)劑或者活化的STING 以細(xì)胞外囊泡或病毒顆粒包被的方式，通過特定的表面分子選擇性地與目標(biāo)細(xì)胞相互作用遞送至特定的細(xì)胞中，從而達(dá)到精準(zhǔn)治療的目的［25］。同時(shí)，細(xì)胞外囊泡等包被結(jié)構(gòu)有利于生物屏障的穿透，并提高了藥物遞送的穩(wěn)定性和安全性［24］。綜上，DNA 識(shí)別信號(hào)在細(xì)胞間傳遞的機(jī)制探索將為腫瘤等各種疾病的治療提供新的策略。

本文附表見電子版。

志謝研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金（31725017，31830052）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2021YFA1301401）支持

AcknowledgementsThis work was supported by the National Natural Science Foundation of China (31725017,31830052) and National Key R&D Program of China (2021YFA 1301401)

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突

Conflict of InterestsThe authors declare that there is no conflict of interests

?The author(s) 2024. This is an open access article under the CC BY-NC-ND 4.0 License (https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)