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这篇综述聚焦自身免疫性疾病(ADs),阐述氧化应激介导的 DNA 损伤激活环鸟苷酸 - 腺苷酸合成酶 - 干扰素基因刺激蛋白(cGAS-STING)通路的机制,提出恢复氧化还原稳态与抑制 cGAS-STING 异常激活联合的治疗策略,为精准干预 ADs 奠定基础。
引言
在过去几十年,自身免疫性疾病(ADs)发病率显著上升,全球约 7.6% - 9.4% 的人口受其影响。这类疾病是因免疫系统对自身抗原的耐受性被打破,进而产生致病性自身抗体,引发组织特异性免疫病理反应,可分为系统性和器官特异性自身免疫疾病 。目前主要采用化学或生物免疫抑制剂治疗,但成本高且有副作用,所以开发更安全有效的疗法迫在眉睫。
环鸟苷酸 - 腺苷酸合成酶 - 干扰素基因刺激蛋白(cGAS-STING)信号通路是细胞质双链 DNA(dsDNA)的关键传感器 。氧化应激源于活性氧(ROS)和活性氮(RNS)生成与清除失衡,打破细胞内氧化还原稳态,损害细胞功能。在 ADs 中,氧化还原失衡会造成 DNA、脂质、蛋白质等大分子损伤,还能激活氧化还原敏感信号,增强炎症反应。氧化应激、DNA 损伤和 cGAS-STING 激活之间的相互作用,是自身免疫性疾病发病机制的关键环节,重新平衡氧化还原稳态有望打破这一恶性循环,为治疗带来新方向。
自身免疫性疾病中 cGAS-STING 通路概述
cGAS 是先天免疫系统中的核心模式识别受体。正常生理状态下,cGAS-STING 通路能特异性识别外源病原体 DNA,像病毒或细菌的基因组 DNA,启动抗菌免疫反应,激活免疫细胞清除病原体。然而,内源性 DNA 的病理性积累,比如线粒体 DNA(mtDNA)泄漏或清除机制出现问题,也会导致该通路异常激活。
氧化应激与 cGAS-STING 激活
氧化应激会使 ROS 和 RNS 过量产生,它们直接攻击 DNA,造成碱基修饰、单链或双链断裂。这些损伤会破坏核膜的完整性,让受损的核 DNA 或 mtDNA 泄漏到细胞质中。细胞质中的 DNA 会被 cGAS 识别,促使 cGAS 催化生成第二信使环鸟苷酸 - 腺苷酸(cGAMP),cGAMP 进一步激活下游信号通路。
特定自身免疫性疾病中的氧化应激
氧化应激和 cGAS-STING 通路之间存在复杂的双向调节网络,形成自我放大的病理循环。在 ADs 中,免疫系统对细胞氧化还原状态的变化格外敏感,通过 DNA 损伤介导细胞质核酸积累,激活 cGAS-STING 通路,引发 I 型干扰素(IFN I)驱动的自身免疫反应,同时还会产生更多氧化应激。
自身免疫性疾病中针对氧化应激和 cGAS-STING 的治疗策略与展望
氧化应激在不同 ADs 中通过多种细胞发挥作用,因此,针对氧化应激 - cGAS-STING 轴的多维调节策略成为有前景的治疗方法,有望打破 “氧化损伤 - 免疫激活” 的恶性循环。研发 STING 拮抗剂,也为自身免疫性疾病新药研发开辟了新方向。
讨论
氧化应激和 cGAS-STING 通路之间的相互作用,是放大自身免疫反应的关键机制,但它们的调节网络在不同组织和细胞中存在明显差异。所以在 ADs 中针对这一轴进行治疗时,需要根据具体情况制定个性化策略。例如,系统性红斑狼疮(SLE)要优先修复中性粒细胞的氧化损伤,类风湿关节炎(RA)则需针对性清除滑膜成纤维细胞中的线粒体 ROS。