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综述:真菌病原体DNA激活STING通路在生物膜中的作用机制及其对龋病发生的启示
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月02日 来源:Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 4.8
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这篇综述系统阐述了龋病中真菌生物膜释放的胞外DNA(eDNA)和囊泡DNA通过激活宿主cGAS-STING通路(环鸟苷酸-腺苷酸合成酶-干扰素基因刺激因子通路)的双重免疫调节作用,揭示了真菌-细菌协同作用通过2',3'-cGAMP(环二核苷酸)介导的炎症失衡促进牙体硬组织破坏的新机制,为靶向STING通路的精准防龋策略提供理论依据。
2 分子结构与生物学功能:STING通路的免疫枢纽作用
作为连接胞质DNA识别与天然免疫的核心通路,cGAS-STING通路通过级联反应发挥多重生物学效应。当cGAS(cyclic GMP-AMP synthase)识别双链DNA(dsDNA)后,催化生成第二信使2',3'-cGAMP,激活内质网定位的STING蛋白。后者转位至高尔基体招募TBK1(TANK-binding kinase 1)激酶,进而磷酸化转录因子IRF3和NF-κB,诱导I型干扰素(IFN-α/β)和促炎因子(IL-6、TNF-α)表达。该通路在抗病毒防御中可识别疱疹病毒DNA,在肿瘤免疫中通过STING激动剂增强CD8+T细胞杀伤活性,但异常激活会引发系统性红斑狼疮等自身免疫病。
3 病毒与细菌DNA激活机制的差异演化
病毒通过膜融合释放基因组DNA直接激活cGAS,而胞内菌(如单核细胞增生李斯特菌)通过溶血素破坏吞噬体释放富含非甲基化CpG基序的DNA。值得注意的是,结核分枝杆菌虽激活STING,但其细胞壁成分可抑制STING转位,展现病原体与宿主的协同进化特征。
4 真菌感染中STING通路的独特激活模式
白色念珠菌通过分泌水解酶或吞噬体破裂释放基因组DNA,其甲基化程度高于细菌DNA,需更高浓度才能有效激活cGAS。新型隐球菌的荚膜多糖促进吞噬体破裂,增加DNA与cGAS接触概率。间接激活途径中,烟曲霉菌菌丝入侵导致宿主线粒体DNA(mtDNA)泄漏,形成"自身DNA+病原体成分"的双重激活模式。β-葡聚糖通过Dectin-1受体与STING通路形成"Syk-Card9-NF-κB"信号协同,增强抗真菌免疫。
5 真菌胞外DNA:生物膜基质的免疫桥梁
白色念珠菌eDNA与变异链球菌eDNA通过物理交联形成三维网络,既增强生物膜机械稳定性,又可通过未甲基化CpG基序被cGAS识别。在酸性龋病微环境中,eDNA螯合棘白菌素类药物,同时诱导巨噬细胞向抗炎表型极化,形成免疫逃逸微环境。
6 囊泡DNA的精准投递机制
真菌胞外囊泡(EVs)携带的dsDNA片段(30-1000nm)通过内吞作用进入宿主细胞,其CpG密度显著影响cGAS结合效率。烟曲霉EV DNA可调控形态相关基因促进菌丝生长,而隐球菌EV DNA结合免疫抑制miRNA下调MHC-II表达,展现"免疫双刃剑"特性。
7 根龋发生中的生物膜-STING对话
在根面龋损处,白色念珠菌eDNA与变异链球菌代谢产物协同激活STING通路,诱导IL-17过量分泌。该细胞因子通过RANKL-RANK通路刺激破骨细胞,加速牙骨质吸收。而eDNA-多糖-蛋白质复合物又可能阻断STING信号转导,形成"促炎-免疫抑制"的动态平衡,这种微妙互作或是根龋进展的关键推手。
8 研究展望与转化医学价值
未来研究需解析龋病特定微环境(pH4.5-5.5)对cGAS识别效率的影响,开发靶向eDNA的DNA酶或STING通路调节剂。通过口腔微生物组学揭示真菌-细菌eDNA比例与STING激活强度的动态关系,为建立基于免疫微环境调控的精准防龋体系提供新思路。
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