鄭春福教授團隊最新研究：TRIM69如何調控cGAS-STING抗病毒通路

在抗病毒先天免疫中，cGAS-STING通路幾乎是最核心的一條DNA感知路徑。它的主線機制已經相當清晰：細胞識別異常DNA，產生cGAMP，激活STING，再進一步啟動干擾素反應。但隨著研究深入，人們逐漸發現，這條通路真正復雜的地方，其實不在有沒有被激活，而在被激活到什么程度。而這個強度的調節，很大程度上依賴于一類并不直接識別病原體的調控蛋白。在這些調控因子中，TRIM家族一直是一個比較特殊的存在。它們大多具有E3泛素連接酶活性，參與從發育、凋亡到免疫反應的多種過程。但相比一些經典成員，TRIM69長期處在一個相對邊緣的位置。

近期，鄭春福教授團隊在Cellular Signalling在線發表了題為“TRIM69 potentiates the cGAS-STING signalling pathway by promoting STING ubiquitination”的研究型論文。該研究證明TRIM69誘導的STING泛素化對于抗病毒先天免疫中cGAS-STING介導的IFN-I產生是必需的。這些發現表明，TRIM69是胞質DNA感知通路中的一個新型正調控蛋白，促進cGAS-STING信號通路。

TRIM69是cGAS-STING信號的潛在正調節因子

TRIM家族E3連接酶通過泛素化調控多種信號通路。為探究其對cGAS-STING介導的IFN-I通路的調控作用，作者對TRIM家族成員進行了雙熒光素酶報告基因（DLR）篩選。在HEK293T細胞中共轉染cGAS-Flag、STING-Flag及IFN-β啟動子報告質粒，發現TRIM69能顯著增強cGAS誘導的I型IFN信號。此外，TRIM69還可上調由cGAS/STING激活的IFN-β、ISG54和ISG56基因的轉錄。

圖1. TRIM69激活cGAS-STING介導的IFN-β信號通路

TRIM69與STING相互作用

當使用STING、TBK1和IRF3/5D激活IFN-I信號通路時，TRIM69顯著增強STING介導的IFN-β啟動子活性，但對TBK1或IRF3/5D介導的活性無影響。TRIM69異位表達上調STING激活的IFN-β、ISG54和ISG56轉錄。免疫熒光顯示TRIM69與STING共定位，Co-IP證實二者直接相互作用。

圖2. TRIM69與STING相互作用

TRIM69促進STING二聚化及其高爾基易位

為探究TRIM69調控先天免疫的機制，作者構建了TRIM69敲低（KD）細胞系。TRIM69-KD2細胞中IFN-β啟動子活性（cGAS/STING過表達時）及STING介導的IFN-β、ISG54、ISG56 mRNA表達均顯著降低，表明TRIM69在STING水平發揮作用。非變性PAGE及Co-IP顯示，TRIM69過表達增加STING二聚體數量并促進其二聚化。TRIM69還增強STING向高爾基體的轉位，且二者在高爾基體共定位。

圖3. TRIM69促進STING二聚化及其高爾基易位

TRIM69通過k63連接的泛素化促進STING激活

TRIM69具有RING結構域，是E3泛素連接酶。突變體TRIM69-CA（C61A/C64A）失去酶活性。Co-IP顯示，野生型TRIM69（而非TRIM69-CA）可介導STING泛素化；泛素突變體K63R阻斷該修飾，表明TRIM69催化STING的K63連接泛素化。DLR實驗中，TRIM69劑量依賴性增強IFN-β啟動子活性，而TRIM69-CA無此作用。TRIM69增加STING蛋白蓄積及下游IFN-β、ISG54、ISG56 mRNA水平，TRIM69-CA無效。因此，TRIM69通過其E3泛素連接酶活性參與STING泛素化，正向調控IFN-β信號。

圖4. TRIM69通過k63連接的泛素化促進STING激活

TRIM69促進STING和TBK1的相互作用

為驗證TRIM69對IFN-I通路的正調控作用，作者通過Co-IP及共聚焦顯微鏡檢測STING對TBK1的招募。結果顯示，TRIM69增強STING與TBK1的相互作用，表明TRIM69促進STING介導的TBK1招募。

圖5. TRIM69增強了STING與TBK1之間的相互作用

綜上所述，在本研究中，TRIM69被證明在cGAS-STING介導的IFN-I信號通路中發揮正調控作用。在此過程中，TRIM69與STING的直接結合及其E3泛素連接酶活性，對于其促進K63泛素化、從而導致STING二聚化及從內質網向內質網-高爾基體中間池轉位至關重要。最終，下游信號被啟動，導致IFN-I的產生。DNA傳感器介導的免疫應答不僅提供抗DNA病毒的保護，還對包括癌癥在內的多種炎癥性疾病具有重要影響。因此，深入理解cGAS-STING信號通路所涉及的多種調控機制，對于開發基于cGAS-STING介導的免疫療法的治療策略至關重要。除了TRIM69的抗病毒作用外，未來還需要在不同疾病模型中對其免疫調控作用進行更多研究。

原文連接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41865946/

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