STING介導(dǎo)的炎癥在心血管疾病中的作用

聶曉妍，王林濤，何朝勇

(中國(guó)藥科大學(xué)藥學(xué)院，江蘇 南京 211198)

固有免疫反應(yīng)作為機(jī)體識(shí)別、抵御病原體的第一道防線，產(chǎn)生大量免疫效應(yīng)分子，維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。病毒及細(xì)菌等微生物侵入生物體產(chǎn)生的DNA、RNA、脂多糖及肽聚糖等成分被稱為病原體相關(guān)分子模式(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)[1]；機(jī)體自身創(chuàng)傷、應(yīng)激后釋放的DNA、高遷移率族蛋白1(high mobility group box 1,HMGB1)等物質(zhì)被稱為危險(xiǎn)相關(guān)分子模式(damage-associated molecular patterns,DAMPs)。PAMPs和DAMPs均可被模式識(shí)別受體(pattern recognition receptors,PRRs)識(shí)別，DNA感受器作為胞質(zhì)中重要的PRRs，識(shí)別胞質(zhì)中游離的DNA，激活固有免疫反應(yīng)。

環(huán)狀鳥(niǎo)苷酸-腺苷酸合成酶(cyclic GMP-AMP synthase,cGAS)、DEAD-box RNA解旋酶41(DEAD-Box Helicase 41,DDX41)、干擾素誘導(dǎo)核蛋白16(interferon gamma-inducible protein 16,IFI16)等DNA感受器通過(guò)不同的方式激活干擾素基因刺激因子(STING)。cGAS通過(guò)合成2′3′環(huán)狀鳥(niǎo)苷酸-腺苷酸(2′-3′-cyclic GMP-AMP,2′3′-cGAMP)激活STING，而DDX41及IFI16直接激活STING。DNA感受器作為DNA受體及STING的上游通路元件介導(dǎo)了STING的活化，STING是固有免疫反應(yīng)中的關(guān)鍵接頭蛋白。STING活化后通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體中間體(reticulum-Golgi intermediate compartment,ERGIC)-高爾基體途徑囊泡運(yùn)輸，激活下游TANK 結(jié)合激酶1(TANK-binding kinase 1,TBK1)、干擾素調(diào)節(jié)因子3(interferon regulatory factor 3,IRF3)及核轉(zhuǎn)錄因子-κB(nuclear factor-kappa B,NF-κB)等下游通路信號(hào)分子。IRF3及NF-κB可以上調(diào)干擾素(interferon,IFNs)、干擾素刺激基因(interferon stimulated genes,ISGs)及炎癥因子水平，調(diào)控心血管疾病、自體免疫疾病、腫瘤等疾病的病理進(jìn)程?，F(xiàn)就STING介導(dǎo)的炎癥及其在心血管疾病中的作用、STING抑制劑的發(fā)展情況進(jìn)行綜述。

1 STING介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)

雙鏈DNA(double-strand DNA,dsDNA)通過(guò)DNA感受器激活STING。正常情況下，DNA存在于細(xì)胞核、線粒體等膜隔開(kāi)的區(qū)室中，同時(shí)細(xì)胞中脫氧核糖核酸酶(deoxyribonucleases,DNases)會(huì)使逃逸DNA失活。細(xì)胞核或線粒體通透性增加、DNases失活會(huì)導(dǎo)致胞質(zhì)dsDNA異常堆積，通過(guò)DNA感受器過(guò)度激活STING。激活的STING通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)- ERGIC-高爾基體途徑囊泡運(yùn)輸，運(yùn)輸過(guò)程中伴隨著STING的構(gòu)象改變及下游通路的激活。STING在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成多聚物后通過(guò)ERGIC轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基體，在高爾基體，STING的Cys88及Cys91位點(diǎn)發(fā)生棕櫚?；?，從而活化TBK1并磷酸化IRF3，STING也可以直接或間接激活NF-κB。STING-TBK1-IRF3或STING-NF-κB途徑促進(jìn)下游炎癥因子表達(dá)增加，介導(dǎo)機(jī)體內(nèi)炎癥反應(yīng)的發(fā)生。

1.1 STING信號(hào)通路 STING包含4個(gè)跨膜螺旋(TM1、TM2、TM3和TM4)，N端細(xì)胞質(zhì)配體結(jié)合域(LBD)和C端信號(hào)域(CTT)。非激活狀態(tài)下，LBD在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的胞質(zhì)側(cè)形成二聚體，跨膜螺旋在STING二聚體中采用結(jié)構(gòu)域交換結(jié)構(gòu)，二聚體中的8個(gè)跨膜螺旋組織成兩層：來(lái)自兩個(gè)亞基的TM2和TM4形成中心層，外圍被TM1和TM3包圍。跨膜區(qū)域和LBD相互作用，形成完整的域交換二聚體。TM4和LBD中的首個(gè)螺旋之間的連接子(LBDα1)之間存在一個(gè)兩親性螺旋(以下稱為連接器)，連接器通過(guò)連接器環(huán)連接到LBDα1形成連接器- LBDα1元件，靜息狀態(tài)二聚體中兩個(gè)連接器-LBDα1元件形成右手交叉結(jié)構(gòu)。cGAMP 與STING結(jié)合后，STING發(fā)生蛋白結(jié)構(gòu)重排，促使STING通過(guò)并排堆積形成寡聚體[13]。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)STING通過(guò)ERGIC轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基體，在高爾基體中發(fā)生Cys88與Cys91位點(diǎn)棕櫚?；M(jìn)一步促進(jìn)STING招募并活化TBK1及IRF3 。近期發(fā)現(xiàn)，高爾基體內(nèi)合成的硫酸化糖胺聚糖(sGAGs)作為STING共配體介導(dǎo)STING在高爾基體的活化，sGAGs與STING的高爾基體內(nèi)側(cè)極性氨基酸結(jié)合，像鉸鏈一樣引發(fā)STING多聚化[14]。STING在高爾基體的進(jìn)一步寡聚使其具備了招募TBK1及IRF3的條件。CTT對(duì)于STING激活TBK1及IRF3是必需的，CTT中存在一個(gè)保守的共識(shí)基序 (pLxIS;p是親水性殘基，x是任何殘基)，其在人STING的Ser366位點(diǎn)(小鼠位點(diǎn)在Ser365)磷酸化由TBK1介導(dǎo)并招募活化IRF3。另外，STING在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)移位過(guò)程中激活NF-κB抑制因子激酶(IκB kinase,IKK)，從而磷酸化IκB，使其通過(guò)泛素-蛋白酶體途徑降解，釋放出游離的NF-κB[16]。除此之外，胞質(zhì)腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6(TNF receptor associated factor 6,TRAF6)E3泛素連接酶介導(dǎo)STING連接K63多泛素鏈，通過(guò)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β激活激酶1(TGF-β activated kinase-1,TAK1)、TAK1結(jié)合蛋白2/3(TAK1 binding protein2/3,TAB2/3)和IKK，激活NF-κB。盡管以上結(jié)果表明STING直接激活NF-κB引起炎癥反應(yīng)，但也有文獻(xiàn)證明STING通過(guò)TBK1激活NF-κB[17]。此信號(hào)傳遞過(guò)程復(fù)雜，目前仍有待進(jìn)一步解決。

此外，STING還可以在某些特殊情況下激活，如STING蛋白結(jié)構(gòu)中的特殊位點(diǎn)發(fā)生突變、NOD樣受體家族含CARD結(jié)構(gòu)蛋白3(NOD-like receptor family CARD domain containing 3,NLRC3)與DNA的結(jié)合、尼曼匹克蛋白1(Niemann-Pick disease type C1,NPC1)的缺失等。N154S、V147L、V155M等STING的突變類型可以引起STING自發(fā)活化。NLRC3與STING結(jié)合使其處于抑制狀態(tài)，DNA存在的情況下，NLRC3釋放并激活STING。NPC1是STING進(jìn)入溶酶體的接頭蛋白，NPC1缺失抑制STING進(jìn)入溶酶體降解，激活STING[22]。

因此，STING作為胞內(nèi)重要的接頭蛋白，在多種因素刺激下均有作用，研究其下游發(fā)揮的不同作用將有利于剖析STING介導(dǎo)的生理功能與炎癥發(fā)生。

1.2 STING-TBK1-IRF3介導(dǎo)的炎癥反應(yīng) STING-TBK1-IRF3途徑的激活可能需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜蛋白胰島素誘導(dǎo)基因1(insulin induced gene-1,INSIG1)、SREBP裂解激活蛋白(SREBP-cleavage activating protein,SCAP)的輔助。INSIG1介導(dǎo)E3泛素連接酶自分泌運(yùn)動(dòng)因子受體(autocrine motility factor receptor,AMFR)對(duì)STING的K27泛素化，這有利于TBK1的招募[23]。STING通過(guò)SCAP 與IRF3連接，促進(jìn)STING磷酸化IRF3。磷酸化的IRF3形成二聚體進(jìn)入細(xì)胞核與特定基因啟動(dòng)子結(jié)合促使IFNs、ISGs及炎癥因子表達(dá)上調(diào)(見(jiàn)圖1)。

NPC1缺失引起小鼠尼曼匹克病C型表型，表現(xiàn)為小腦中浦肯野細(xì)胞丟失、小膠質(zhì)細(xì)胞激活，炎癥反應(yīng)發(fā)生。NPC1敲除小鼠腦組織及巨噬細(xì)胞中的STING激活，促使趨化因子配體1(C-X-C motif chemokine ligand,CXCL1)、CXCL10、趨化因子2(C-C chemokine ligand 2,CCL2)、CCL5等炎癥趨化因子及干擾素誘導(dǎo)的三角形四肽重復(fù)蛋白1(interferon-induced protein with tetratricopeptide repeats 1,IFIT1)、IFIT2、IFIT3等ISGs的mRNA水平升高，血清中巨噬細(xì)胞炎性蛋白-1α(macrophage inflammatory protein -1α,MIP-1α)、MIP-1β、IL-13、嗜酸性粒細(xì)胞趨化因子(eotaxin)表達(dá)增加，STING或IRF3敲除后上述趨化因子、ISGs的mRNA水平及炎癥因子表達(dá)降低，小腦中浦肯野細(xì)胞丟失減少，小膠質(zhì)細(xì)胞激活減少[22]。游離脂肪酸引起人正常肝臟細(xì)胞中STING-IRF3通路激活，肝細(xì)胞中IL-6、IL-1β等炎癥因子升高，這種升高可以通過(guò)敲除STING或IRF3逆轉(zhuǎn)。二氧化硅顆粒能引起肺部炎癥及肺纖維化，導(dǎo)致硅肺病的發(fā)生。硅肺病患者肺組織中STING-TBK1-IRF3途徑激活，CXCL10、IFNβ表達(dá)升高，此外在硅肺病小鼠模型中也觀察到了TNF-α、IL-1β表達(dá)增加。上述通過(guò)STING-IRF3通路介導(dǎo)升高的炎癥因子促進(jìn)了機(jī)體內(nèi)炎癥反應(yīng)的發(fā)生，造成了機(jī)體不同程度的損傷。

1.3 STING-NF-κB介導(dǎo)的炎癥反應(yīng) STING在高爾基體上激活NF-κB抑制因子(inhibitor of NF-κB,IκB)激酶(IκB kinase,IKK)[16]，磷酸化轉(zhuǎn)錄因子IκB，使其通過(guò)泛素-蛋白酶體途徑降解，釋放出游離的NF-κB。角質(zhì)細(xì)胞核DNA損傷信號(hào)傳到胞質(zhì)腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6(TNF receptor associated factor 6,TRAF6)激活STING。在此過(guò)程中TRAF6作為E3泛素連接酶介導(dǎo)STING連接K63多泛素鏈，K63多泛素鏈組裝轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β激活激酶1(TGF-β activated kinase-1,TAK1)、TAK1結(jié)合蛋白2/3(TAK1 binding protein 2/3,TAB2/3)和IKK，激活NF-κB，上調(diào)炎癥水平。盡管以上結(jié)果表明STING直接激活NF-κB引起炎癥反應(yīng)，但也有文獻(xiàn)證明STING通過(guò)TRAF6-TBK1軸激活NF-κB[17]。綜上，STING-NF-κB是否通過(guò)TBK1介導(dǎo)還有待進(jìn)一步闡明。NF-κB活化后進(jìn)入細(xì)胞核誘導(dǎo)如腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)及白介素-6(interleukin- 6,IL-6)等炎癥因子表達(dá)上調(diào)(見(jiàn)圖1)。

圖1 STING活化后通過(guò)TBK1-IRF3及NF-κB通路激活炎癥反應(yīng)

高脂喂養(yǎng)誘導(dǎo)小鼠發(fā)生非酒精性脂肪性肝炎，該模型中肝臟枯否細(xì)胞的STING激活，NF-κB 表達(dá)水平上調(diào)，IL-6、IL-1β、TNF-α等炎癥因子水平升高，這種升高在STING敲除的小鼠中被抑制，并可被NF-κB 抑制劑BAY11-7082進(jìn)一步逆轉(zhuǎn)[26]。近期在急性腎損傷與慢性腎損傷的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)STING-NF-κB通路的激活。順鉑誘導(dǎo)小鼠發(fā)生急性腎損傷，該模型中腎小管上皮細(xì)胞線粒體損傷，線粒體DNA泄漏到胞質(zhì)激活cGAS，活化STING-NF-κB途徑，上調(diào)IL-6、細(xì)胞間黏附分子-1(intercellular cell adhesion molecule-1,ICAM1)、CXCL10、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor,GM-CSF)等炎癥因子及趨化因子水平。腎小管細(xì)胞特異性敲除線粒體轉(zhuǎn)錄因子A(mitochondrial transcription factor A,TFAM)的小鼠作為慢性腎損傷的模型，發(fā)現(xiàn)該模型小鼠腎小管內(nèi)的線粒體大量釋放激活STING-NF-κB通路，IL-6、IL-1β、TNF-α、CCL2等上調(diào)，導(dǎo)致腎臟慢性炎癥。STING-NF-κB途徑激活I(lǐng)L-6及TNF-α等經(jīng)典炎癥因子，上調(diào)機(jī)體內(nèi)的炎癥反應(yīng)。

2 STING介導(dǎo)的炎癥促進(jìn)心血管疾病病理進(jìn)程

炎癥與心血管疾病的發(fā)生密切相關(guān)，近年來(lái)STING介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)在心血管疾病研究中取得一定進(jìn)展。在心血管系統(tǒng)中，STING主要表達(dá)在免疫細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth musle cells,VSMC)、心肌細(xì)胞及心肌成纖維細(xì)胞。細(xì)胞死亡或線粒體受損導(dǎo)致dsDNA釋放，激活DNA感受器，活化STING通路，介導(dǎo)炎癥因子轉(zhuǎn)錄上調(diào)，這可能是心血管疾病中炎癥發(fā)生的重要機(jī)制。

2.1 內(nèi)皮損傷 內(nèi)皮細(xì)胞作為血管炎癥中重要的驅(qū)動(dòng)細(xì)胞，其在動(dòng)脈粥樣硬化起始階段或慢性代謝性疾病相關(guān)的炎癥反應(yīng)起著重要作用。肥胖致使外周循環(huán)中游離脂肪酸含量增加，促使血管內(nèi)皮細(xì)胞線粒體DNA泄漏到胞質(zhì)激活cGAS，活化STING-IRF3途徑，上調(diào)ICAM-1，導(dǎo)致血管內(nèi)皮炎癥反應(yīng)的發(fā)生。血管通透性改變是膿毒癥致死過(guò)程中重要環(huán)節(jié)，LPS引起血管內(nèi)皮細(xì)胞焦亡發(fā)生，增加的胃泌素D(gasdermin D,GSDMD)活化促使線粒體DNA釋放，從而激活cGAS-STING，抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖，最終導(dǎo)致血管內(nèi)皮通透性改變。上述充分表明STING參與著內(nèi)皮細(xì)胞炎癥反應(yīng)的發(fā)生與發(fā)展。

2.2 動(dòng)脈粥樣硬化 動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)是一種慢性炎癥疾病，是臨床心血管事件的主因。巨噬細(xì)胞和VSMC參與了AS的炎癥發(fā)生過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn)在高脂飲食喂養(yǎng)ApoE敲除小鼠中巨噬細(xì)胞特異性表達(dá)STING引發(fā)血管炎癥，這可能是由TDP43誘導(dǎo)線粒體DNA釋放介導(dǎo)的[31]。AS的血管斑塊中，VSMC會(huì)從收縮型轉(zhuǎn)向合成型，分泌細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular cell matrix,ECM)構(gòu)成纖維帽，增加斑塊穩(wěn)定性，降低心血管事件的發(fā)生。慢性腎病(chronic kidney diseases,CKD)促使VSMC過(guò)早衰老，并使其以自分泌/旁分泌的方式進(jìn)行表型轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致纖維帽中血管平滑肌細(xì)胞丟失，纖維帽變薄，斑塊破裂易感性增加，加速了AS的斑塊破裂進(jìn)程。在上述過(guò)程中，CKD誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激導(dǎo)致VSMC線粒體損傷，線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔(mitochondrial permeability transition pore,MPTP)開(kāi)放，線粒體DNA釋放入胞漿并通過(guò)cGAS-STING通路上調(diào)Ⅰ型IFNs，激活Janus激酶(Janus kinase,JAKs)-轉(zhuǎn)錄激活因子1(signal transducer and activator of transcription 1,STAT1)信號(hào)通路，引發(fā)炎癥反應(yīng) 。以上研究證明，線粒體DNA通過(guò)STING-IRF3途徑介導(dǎo)VSMC的炎癥反應(yīng)，促進(jìn)As發(fā)展。

2.3 主動(dòng)脈剝離 主動(dòng)脈瘤及主動(dòng)脈夾層(aortic aneurysm and dissection,AAD)表現(xiàn)為進(jìn)行性VSMC丟失及ECM碎裂、耗竭，主動(dòng)脈瘤、主動(dòng)脈夾層形成，最終發(fā)展為主動(dòng)脈破裂。Wei等在人和小鼠的AAD樣本中發(fā)現(xiàn)，主動(dòng)脈VSMC的dsDNA泄漏至胞質(zhì)激活STING，引發(fā)細(xì)胞壞死導(dǎo)致dsDNA釋放入血管壁，招募活化巨噬細(xì)胞。dsDNA在巨噬細(xì)胞中活化STING-TBK1-IRF3通路，IRF3與基質(zhì)金屬蛋白酶9(matrix metalloproteinase-9,MMP9)啟動(dòng)子結(jié)合上調(diào)，MMP9表達(dá)增加并釋放入血管壁，破壞血管彈力板，促進(jìn)AAD進(jìn)程。

2.4 心肌梗死 實(shí)驗(yàn)表明，過(guò)度活躍的炎癥信號(hào)會(huì)導(dǎo)致心肌梗死后左心室擴(kuò)張?jiān)黾?，收縮功能障礙。心肌梗死后，骨髓及腎臟來(lái)源的單核細(xì)胞被招募至心臟，初期吞噬細(xì)胞碎片分化為促炎的M1型巨噬細(xì)胞，單核細(xì)胞對(duì)凋亡細(xì)胞的有效清除可能促使巨噬細(xì)胞偏向修復(fù)的M2型轉(zhuǎn)化。心肌梗死后心肌組織的修復(fù)對(duì)于恢復(fù)心肌功能至關(guān)重要，抑制STING通路促使心肌梗死后招募的巨噬細(xì)胞偏向修復(fù)的M2型轉(zhuǎn)化。CXCL10與巨噬細(xì)胞的M1樣極化相關(guān)，在心肌梗死模型小鼠心臟的巨噬細(xì)胞中高表達(dá)；CD163、IL-10和CCL17是巨噬細(xì)胞的M2型標(biāo)記物，在cGAS敲除的心肌梗死模型小鼠的心臟中表達(dá)增加。心肌梗死的小鼠模型中STING和cGAS表達(dá)水平升高，STING-IRF3通路活化，IFNβ、CXCL10、IRF7等因子表達(dá)上調(diào)，STING敲除抑制了上述因子的表達(dá)。Lai等[39]證明了小鼠心肌缺血損傷后，心肌細(xì)胞釋放DNA及HMGB1，再灌注時(shí)二者進(jìn)入循環(huán)激活炎癥反應(yīng)，引起缺血再灌注損傷。在心肌缺血再灌注小鼠中使用STING抗體阻斷Ⅰ型IFNs信號(hào)通路，可顯著減小梗死面積。以上研究證明免疫細(xì)胞中cGAS監(jiān)測(cè)到心肌梗死釋放的DAMPs，并通過(guò)STING-IRF3途徑介導(dǎo)了心肌梗死中炎癥的發(fā)生。

2.5 系統(tǒng)性炎癥導(dǎo)致的心肌損傷 STING參與介導(dǎo)了由二手煙、系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)及膿毒癥等危險(xiǎn)因素引起的系統(tǒng)性炎癥，導(dǎo)致心肌損傷。側(cè)流煙霧在實(shí)驗(yàn)中用于模擬二手煙吸入，引起小鼠心肌細(xì)胞線粒體損傷，線粒體DNA釋放入胞質(zhì)，激活STING通路，誘導(dǎo)TNF-α和IL-1β表達(dá)水平上調(diào)，導(dǎo)致心臟結(jié)構(gòu)、功能異常，敲除單個(gè)Beclin1等位基因加重了側(cè)流煙霧引起的炎癥反應(yīng)及心功能障礙。這是因?yàn)锽eclin1參與細(xì)胞自噬小體的組裝，清除細(xì)胞內(nèi)大量產(chǎn)生的線粒體DNA，有助于抑制dsDNA誘導(dǎo)的STING過(guò)度磷酸化，避免炎癥反應(yīng)過(guò)度發(fā)生。生理狀況下， 3′-核酸修復(fù)外切酶1 (three prime repair exonuclease 1,TREX1)清除胞質(zhì)DNA，防止內(nèi)源性DNA積聚，TREX1突變失活會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)的發(fā)生[41]。SLE是一種自身免疫疾病，相較正常人SLE患者更易患心血管疾病，1/3的SLE死亡是心血管事件引起的[42]。TREX1基因敲除小鼠通過(guò)激活STING-IRF3通路產(chǎn)生高水平IFNs，導(dǎo)致心肌炎、血管炎等疾病發(fā)生，敲除cGAS可以遏制上述炎癥反應(yīng)。LPS誘導(dǎo)小鼠膿毒性心肌病模型，表現(xiàn)為心功能下降、炎癥水平升高，小鼠的心臟射血分?jǐn)?shù)及短軸縮短率在STING敲除后明顯改善，炎癥水平也明顯降低。膿毒性心肌病模型小鼠的發(fā)病機(jī)制是STING在LPS刺激下活化NOD樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3(NOD-like receptor protein 3,NLRP3)，NLRP3在胞質(zhì)中活化半胱天冬酶-1(cysteinyl aspartate specific proteinase 1,caspase-1)，切割I(lǐng)L-1β及IL-18，升高炎癥水平[44]。以上研究證實(shí)，上述危險(xiǎn)因素引起的系統(tǒng)性炎癥中，STING介導(dǎo)了心肌組織炎癥反應(yīng)的發(fā)生，造成心肌損傷。

2.6 化療藥物導(dǎo)致的心肌損傷 順鉑是廣譜化療藥物，臨床上發(fā)現(xiàn)順鉑可以造成心肌損傷[45]。我們的前期研究發(fā)現(xiàn)順鉑誘導(dǎo)心肌損傷的小鼠模型中TNF-α、IL-6等炎癥因子表達(dá)上調(diào)，然而，敲除Sting基因可有效抑制順鉑引起的心肌炎癥因子表達(dá)與心功能不全。在諸多臨床化療藥物治療患者中觀察到長(zhǎng)期的化療治療經(jīng)歷促使患者在多年后表現(xiàn)出心功能不全，STING介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)在化療藥物誘導(dǎo)心肌損傷中的作用值得獲取更多的關(guān)注。

2.7 心力衰竭 心力衰竭是心血管疾病的終末期臨床綜合征，表現(xiàn)為心臟收縮或舒張功能障礙，射血功能受損。擴(kuò)張型和肥厚型心肌病的人類樣本中發(fā)現(xiàn)STING、IFNα和IFNβ水平升高。用于模擬心力衰竭的主動(dòng)脈縮窄(transverse aortic constriction,TAC)小鼠模型表現(xiàn)為心肌肥厚、心功能不全和心肌纖維化，STING、IFNα和IFNβ的表達(dá)增加，STING敲除的TAC小鼠心功能明顯改善[46]。TAC術(shù)后3 d，小鼠心肌組織中IFNs、CXCL10、IFIT3和ISG15的表達(dá)水平顯著升高，腺相關(guān)病毒9(adeno-associated virus,AAV9)沉默cGAS可顯著減少小鼠心臟左室重構(gòu)和纖維化[47]。上述研究證實(shí)了STING引起的炎癥反應(yīng)促進(jìn)了心力衰竭的病理進(jìn)程。

2.8 STING相關(guān)的嬰兒期發(fā)病血管病變 STING相關(guān)的嬰兒期發(fā)病血管病變(STING-associated vasculopathy with onset in infancy,SAVI)是單基因突變疾病，表現(xiàn)為全身炎癥，嚴(yán)重的皮膚血管病變、間質(zhì)性肺病及反復(fù)細(xì)菌感染。該突變促使STING在無(wú)需配體的情況下從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運(yùn)往核周小泡中聚集活化，激活下游炎癥相關(guān)通路，上調(diào)干擾素表達(dá)，促使炎癥發(fā)生，其中STING突變體類型分為遺傳型和自發(fā)型，自發(fā)型突變較遺傳型發(fā)病早，程度也更為嚴(yán)重，如V155M。N154S、V155M是SAVI患者中常見(jiàn)的突變表型，相較于N153S突變類型小鼠，V154M小鼠具備更強(qiáng)的疾病表型，這或許解釋了SAVI患者群體中發(fā)病程度的差異性；IRF3及NF-κB通路同時(shí)參與了N153S、V154M小鼠中STING突變的下游機(jī)制[49]。臨床調(diào)查表明，除卻V147L、V147M及跨膜區(qū)中S102P等少數(shù)突變位點(diǎn)，大多SAVI患者的STING突變位點(diǎn)如N154S、V155M、V155E、R281Q、R284S、G207E等，位于STING的cGAMP結(jié)合結(jié)構(gòu)域。SAVI的發(fā)生與上述STING突變引起的多聚化相關(guān)，其中V147L、N154S、V155M突變發(fā)生于STING的C148位點(diǎn)附近，多個(gè)STING蛋白的C148位點(diǎn)之間形成二硫鍵促使STING多聚化進(jìn)而激活，實(shí)驗(yàn)表明V147L、N154S的作用依賴于C148[51]。上述研究表明STING功能獲得性突變引起的炎癥反應(yīng)促進(jìn)了SAVI發(fā)生。

3 STING抑制劑

上述研究證實(shí)，STING介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)促進(jìn)了心血管疾病的發(fā)展。因此靶向抑制STING，緩解炎癥反應(yīng)過(guò)度發(fā)生，為心血管疾病的治療提供了一個(gè)新思路。現(xiàn)有STING抑制劑的開(kāi)發(fā)主要針對(duì)STING的配體結(jié)合口袋及棕櫚?；稽c(diǎn)靶點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，通過(guò)高通量篩選篩選出候選分子，并驗(yàn)證候選分子對(duì)鼠源或人源STING的抑制效率。以配體結(jié)合口袋為靶點(diǎn)的抑制劑與STING的內(nèi)源性配體cGAMP結(jié)合，抑制cGAMP對(duì)STING的激活作用，這類抑制劑主要包括SN-011、天然產(chǎn)物環(huán)肽Astin C、四氫異喹啉類(化合物1和化合物18)等。STING 的Cys88和Cys91位點(diǎn)發(fā)生棕櫚?；瘜?duì)于其活化過(guò)程中形成多聚復(fù)合物、招募下游信號(hào)通路分子是必要的。僅對(duì)Cys91位點(diǎn)有抑制作用的抑制劑包括硝基呋喃類(C176、C178、C170和C171)、H151及丙烯酰胺類(BPK-21和BPK-25)，硝基脂肪酸類(nitro-fatty acids,NO2-Fas;NO2-cLA,NO2-OA)則對(duì)兩個(gè)棕櫚酰化位點(diǎn)均有抑制作用。研究表明STING抑制劑緩解了小鼠As的發(fā)展，提示STING抑制劑有望成為治療心血管疾病的藥物。研究證實(shí)以上抑制劑對(duì)鼠源STING有抑制效果，目前STING抑制劑對(duì)心血管疾病的治療作用處于臨床前研究階段，其在臨床心血管疾病中的作用尚需研究驗(yàn)證。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

研究證實(shí)STING介導(dǎo)的炎癥對(duì)心血管疾病有著促進(jìn)作用。心血管疾病中，免疫細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、VSMC及心肌細(xì)胞等發(fā)生線粒體損傷或細(xì)胞死亡，導(dǎo)致線粒體或細(xì)胞核DNA泄漏到胞質(zhì)中。胞質(zhì)中DNA感受器在dsDNA的刺激下，通過(guò)STING-TBK1-IRF3上調(diào)IFNs、ISGs及ICAM-1、MIP-1β、IL-13、IL-1β等炎癥因子水平，介導(dǎo)了肥胖中內(nèi)皮損傷、CKD加劇的As中VSMC炎癥，加重了AAD、心肌梗死及心力衰竭；或者通過(guò)STING-NF-κB途徑增加IL-6、IL-1β、TNF-α等炎癥因子表達(dá)，可能介導(dǎo)了順鉑引起的心肌損傷。在心血管系統(tǒng)炎癥反應(yīng)發(fā)生的過(guò)程中，STING起到了接頭蛋白的作用，將細(xì)胞DNA感知與炎癥反應(yīng)聯(lián)系起來(lái)。因此，靶向抑制STING為治療心血管疾病提供了一個(gè)新思路。

前述STING抑制劑能否成藥取決于其對(duì)人源STING的靶向性及安全性。SN-011、C170、C171及NO2-FAs、H-151對(duì)鼠源和人源STING均有抑制作用，但H151毒性較大且對(duì)STING特異性不高，SN-011的毒性相對(duì)較低但尚未經(jīng)臨床實(shí)驗(yàn)證實(shí)其有效性與安全性。目前CXA-10作為安全且耐受性良好的NO2-Fas已進(jìn)入Ⅱ期臨床試驗(yàn)(NCT04125745、NCT04053543、NCT03449524)，目的是探究其對(duì)肺動(dòng)脈高壓的治療效果。除STING抑制劑外， RU.521、G150、化合物S3、A151、CU-76、阿司匹林等cGAS抑制劑及氨來(lái)占諾、化合物 II、BX795、Domainex等TBK1抑制劑也可以抑制STING通路介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。其中氨來(lái)占諾是臨床上市藥物且減緩了小鼠AAD的進(jìn)程，阿司匹林用于治療COVID-19患者體內(nèi)STING通路活化引起的血栓性凝血功能障礙。綜上，STING通路抑制劑有望成為臨床心血管疾病的治療藥物。