Nature子刊：北年夜三军平易近课题组与中年夜卜宪章课题组互助开发首个靶向卵白质-DNA彼此作用和液液相分散的cGAS环肽按捺剂 作者： 时间：2023-10-09 11:34:30 点击率： cGAS-STING旌旗灯号通路是自然免疫体系的主要构成部门。cGAS作为异样胞浆DNA的主要传感器，于病原体入侵及细胞应激时被活化并进一步激活下流跟尾卵白STING（滋扰素基因刺激因子），进而启动天赋免疫反映。cGAS经由过程引诱滋扰素刺激基因（ISG）的表达，于抗病毒反映及抗肿瘤免疫中阐扬要害作用。相反，cGAS-STING通路的异样激活已经被证实是自身免疫性及自身炎症性疾病的要害病发机制。TREX1是卖力降解胞质DNA的核酸外切酶，其功效缺掉突变致使胞质dsDNA的堆集及cGAS-STING路子的异样激活，随后激发自身免疫性疾病如Aicardi-Goutières综合征（AGS）或者冻疮性红斑狼疮及体系性红斑狼疮（SLE）。此外，各类细胞毁伤引起的线粒体DNA应激也经由过程触发cGAS活性促成炎症反映。cGAS于天赋免疫及自身炎症反映中的主要作用撑持cGAS作为cGAS活性异样相干疾病的潜于药物靶点。 最近几年来，人们致力在开发强效及特异性cGAS按捺剂，靶向cGAS活性位点的多种化学支架的cGAS按捺剂已经经由过程高通量筛选实验发明，并经由过程药物化学举行了优化。与传统的卵白质配体联合口袋差别，卵白质-DNA界面的溶剂袒露、高正电荷及平展的特征使开发具备类药物性子的小份子按捺剂具备挑战性。年夜环肽已经被证实是调治卵白质-卵白质彼此作用（PPIs，开发小份子按捺剂的具备挑战性的界面）的有用东西，由于它们具备高效劳及选择性，是以年夜环肽成为调治卵白质-DNA界面的潜于骨架。 为了从年夜环肽库中筛选靶向卵白质-DNA界面的cGAS按捺剂，作者运用了一种基在RNA的荧光生物传感器来检测2'，3'-cGAMP，用在体外筛选cGAS活性按捺剂，并经由过程细胞试验进一步筛选验证。于体外卵白程度及细胞程度测定中苗头份子（hits）之间的按捺活性差异可能归因在它们差别的细胞渗入性，作者鉴定出XQ2于细胞测定中具备最好cGAS按捺活性，并进一步验证了XQ2特异性按捺人源及鼠源细胞中dsDNA引诱的cGAS活化及cGAS-STING旌旗灯号传导。接下来，作者于体外经由过程外貌等离子三木SEO-体共振（SPR）、微量热泳动（MST）以和荧光偏振（FP）等技能阐发注解XQ2与GAS直接联合，并阻断cGAS与DNA的彼此作用。值患上存眷的是他们的数据显示胞内高浓度的ATP/GTP显著促成XQ2与cGAS的联合亲及力（Kd = 4.5 ± 1.6 μM vs Kd = 45.3 ± 26.9 μM），该作用模式与今朝报导的cGAS按捺剂活性因胞内ATP/GTP竞争而削弱显然差别。作者进一步联合份子对于接和定点突变阐明XQ2与cGAS的潜于联合模式。 图1.XQ2与cGAS联合并阻断cGAS-DNA彼此作用 DNA引诱的cGAS液液相分散（LLPS）于调治酶活性及天赋免疫旌旗灯号传导中起着至关主要的作用。鉴在XQ2对于dsDNA与cGAS联合的按捺作用，作者进一步于体外卵白程度及细胞程度验证了XQ2以剂量依靠的方式有用按捺DNA引诱的cGAS液液相分散。 图2.XQ2按捺DNA引诱的cGAS液液相分散 为了评估XQ2B的临床运用价值，作者使用自身免疫性疾病模子——Trex1-/-小鼠，进一步验证了XQ2B显著按捺了Trex1-/-小鼠原代巨噬细胞中I型滋扰素及促炎细胞因子的表达程度以和Trex1-/-小鼠的全身炎症，注解XQ2B有用地减轻了Trex1-/-小鼠的全身炎症，凸起了靶向卵白质-DNA界面的cGAS特异性按捺剂于cGAS相干自身免疫性疾病中的医治潜力。 图3. XQ2B按捺Trex1-/-小鼠的全身炎症 总之，这项研究经由过程体外生化试验、份子模仿、细胞试验及动物试验等技能手腕，乐成鉴定出一类全新作用机制的cGAS环肽类按捺剂，靶向卵白质-DNA界面，并阻断DNA引诱的cGAS液相缩合及活化。一种优化的近似物XQ2B于体外及体内按捺HSV-1引诱的抗病毒免疫反映，并显著按捺Trex1-/-小鼠原代巨噬细胞中I型滋扰素及促炎细胞因子程度以和Trex1-/-小鼠的全身炎症。XQ2B作为首例靶向卵白-DNA界面和液液相分散的特异性cGAS按捺剂，为进一步开发cGAS相干自身免疫性及自身炎症性疾病药物提供新的思绪。 北京年夜学深圳研究生院博士研究生王小权及中山年夜学博士研究生王尤桥为该论文的并列第一作者，北京年夜学深圳研究生院三军平易近传授及中山年夜学卜宪章传授为该论文的配合通信作者。为本文做出孝敬的作者还有有：北京年夜学深圳研究生院博士研究生曹安琪、罗钦宏博士、李勤凯博士，遵义医科年夜学陈道远博士，浙江年夜学博士研究生赵玮琦、许军博士。该研究获得了国度天然科学基金、深圳市科技立异规划项目、深圳基础研究规划项目及广东省基础与运用基础研究基金项目的撑持。 全文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-41892-5
