网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

Mol Cell | 陈昶/刘海鹏/吴俊琪团队揭示STING通过PKR信号驱动溶酶体依赖性细胞死亡的新机制

0
分享至


胞质DNA感知系统cGAS–STING是机体抵御感染和介导组织损伤的重要信号枢纽。经典观点认为,活化的STING经胞内转运并募集TBK1,进而激活IRF3和I型干扰素反应。然而,STING还能够启动多种细胞死亡程序;这些效应是否都依赖经典TBK1通路,以及STING如何与具体的细胞死亡执行机制相连接,仍是亟待回答的问题【1】。

围绕这一科学问题,2026年10月14日,同济大学附属上海市肺科医院陈昶、刘海鹏、吴俊琪团队在Molecular Cell上发表了题为“STING Engages PKR to Drive Lysosomal Cell Death in Lung Ischemia–Reperfusion Injury”的研究中,发现双链RNA依赖性蛋白激酶PKR是STING在特殊病理场景中的一类非经典下游效应分子。研究表明,内质网上的STING寡聚化促进PKR二聚化及Ser33(S33)位点自磷酸化,继而通过IKK–NF-κB信号诱导LAMP3转录表达,触发溶酶体膜透化和细胞死亡。这一机制与经典的STING–TBK1-IKK和I型干扰素信号相区别,并在肺缺血再灌注损伤模型中得到验证。


STING介导的溶酶体相关细胞死亡:衔接细胞器应激与无菌性组织损伤

肺移植后的缺血再灌注损伤是原发性移植物功能障碍(primary graft dysfunction,PGD)的重要病理基础。再灌注时的线粒体损伤、氧化应激和上皮细胞死亡,可破坏肺泡结构并加重肺组织炎症。溶酶体细胞死亡(lysosomal cell death,LCD)是一种以溶酶体膜通透性增加(lysosomal membrane permeabilization,LMP)及水解酶外泄为重要特征的细胞死亡过程,但其在肺缺血再灌注损伤中的上游分子机制并不清晰【2】。

研究人员首先建立小鼠肺门夹闭缺血再灌注模型,利用转录组测序发现细胞质DNA感知通路富集。进一步实验揭示了伴随线粒体损伤,胞质线粒体DNA增加,cGAMP生成与STING活化增强。Cgas或Sting基因缺失均可减轻肺组织损伤和肺功能障碍。对肺实质细胞进行单细胞转录组分析进一步显示,上皮细胞在缺血再灌注后呈现突出的应激及损伤反应。氧糖剥夺/再灌注实验和线粒体DNA耗竭实验也支持线粒体DNA释放与STING活化之间的联系。

值得注意的是,研究发现IFNAR1阻断或Ifnar1缺失并未像Sting缺失那样有效减轻损伤,提示STING致损伤效应不能简单归因于经典I型干扰素途径。进一步的活细胞成像、溶酶体膜损伤标记及自噬通量实验均提示,STING活化与溶酶体损伤密切相关。

锁定溶酶体损伤的具体形式:明确STING介导溶酶体依赖性细胞死亡的执行者

为寻找下游执行分子,研究团队比较氧糖剥夺/复氧应激下对照细胞与STING敲除细胞的转录组变化,发现溶酶体相关膜蛋白LAMP3受到STING显著调控。敲低LAMP3可减少GALECTIN3与LAMP1双阳性损伤斑点、组织蛋白酶相关变化及细胞死亡;相反,LAMP3过表达能够增强相应表型。对不同细胞死亡抑制剂的比较也支持溶酶体依赖性细胞死亡在这一模型中的重要作用。

研究者进一步通过肺上皮细胞特异性Sting或Lamp3条件敲除模型,验证该通路在体内的作用。此外,在STING敲除背景下补回LAMP3能够部分恢复细胞死亡表型,为“STING–LAMP3–溶酶体依赖性细胞死亡”的因果联系提供了补充证据。

机制突破:STING寡聚化驱动PKR-IKK的活化,填补了STING独立于TBK1激活IKK的机制空白

进一步研究发现,药理学或遗传学抑制TBK1并不能有效阻断LAMP3诱导及细胞死亡。研究团队由此采用磷酸化蛋白质组学寻找新的信号连接点,锁定PKR的S33磷酸化。虽然PKR传统上以识别双链RNA并通过T446相关活化及eIF2α调控整合应激反应而著称【3】,STING依赖性PKR-S33磷酸化却表现出不同于经典PKR信号的特征。

通过内源性与外源性Co-IP、蛋白截短及细胞定位分析,研究者发现STING可在内质网与PKR相互作用,其中PKR的N端dsRBM1结构域对结合至关重要。随后,STING寡聚化功能突变体、PKR-S33A/S33E位点突变体及体外纯化蛋白重构实验进一步显示:STING寡聚化有利于PKR二聚化并促进S33自磷酸化;活化的PKR 显著促进了IKK复合体的磷酸化。

更重要的是,这一STING–PKR-IKK激活事件主要发生于内质网附近,且在实验体系中可独立于STING后续转运及TBK1活化。这意味着STING不仅是经典干扰素信号的衔接蛋白,也可能作为局部信号组装平台,独立于TBK1激活IKK。 同时也对先前研究中发现的STING存在独立于TBK1激活IKK的非经典机制进行了填补与说明【4】。

从激酶到转录:PKR–IKK–NF-κB轴启动LAMP3表达

在上述结果基础上,研究人员发现抑制NEMO或NF-κB可降低LAMP3表达和溶酶体膜损伤;ChIP-qPCR及双荧光素酶报告实验则支持NF-κB直接调控LAMP3启动子活性。

在人源肺泡类器官及患者损伤肺组织原代上皮细胞中,PKR缺失减弱应激诱导的p65核转位与LAMP3上调,而重新表达磷酸化模拟型PKR-S33E可恢复相关信号。结合PKR缺失不明显影响cGAMP水平、STING–TBK1激活及IFNB1/CXCL10转录等结果,研究建立了与依赖于STING转运的经典STING–TBK1–IKK信号相区别的STING转运非依赖的“STING—PKR—IKK/NF-κB—LAMP3—LCD”分子通路。

从分子机制到疾病干预:肺移植模型与患者来源类器官中的验证

在机制研究基础上,研究团队进一步测试Palbociclib的作用。Palbociclib是一种临床已获批的CDK4/6抑制剂【5】。研究发现,其在实验体系中能够降低STING与PKR相互作用、抑制LAMP3表达和细胞死亡;在小鼠肺缺血再灌注和大鼠原位单肺移植模型中,也减轻了肺损伤,并改善部分肺功能相关指标。

研究还对PGD患者来源原代肺上皮细胞及肺泡类器官进行检测,观察到STING–PKR–LAMP3相关信号增强。Palbociclib在患者来源细胞及类器官实验中表现出降低损伤信号、改善类器官活性的作用,为该通路的干预价值提供了进一步支持。


综上所述,该研究提出了STING调控溶酶体细胞死亡的一条非经典信号路径:缺血再灌注引发线粒体DNA释放并激活cGAS–STING;内质网上寡聚化的STING通过PKR二聚化及S33自磷酸化,驱动IKK–NF-κB依赖的LAMP3转录,最终促进溶酶体膜损伤和肺上皮细胞死亡。与经典STING–TBK1-IKK及I型干扰素反应相区别,这一发现扩展了STING效应分子的认识,也为解释无菌性组织损伤中的细胞死亡提供了新的分子线索。

同济大学附属上海市肺科医院(上海肺移植工程技术研究中心)陈昶教授、刘海鹏教授和吴俊琪副研究员是这项工作的共同通讯作者。同济大学附属上海市肺科医院高培根博士、汪涛博士、刘英健博士和庄冯辉博士及为本文共同第一作者。

原文链接:https://www.cell.com/molecular-cell/abstract/S1097-2765(26)00667-2

参考文献:

[1]. Hooftman A, Keller A, Ablasser A. The cGAS-STING pathway: Mechanism and medical implications. Cell. 2026 Jun 25;189(13):3849-3870. doi: 10.1016/j.cell.2026.06.001. PMID: 42349382.

[2]. Yuan J, Ofengeim D. A guide to cell death pathways. Nat Rev Mol Cell Biol. 2024 May;25(5):379-395. doi: 10.1038/s41580-023-00689-6. Epub 2023 Dec 18. PMID: 38110635.

[3]. Taylor SS, Haste NM, Ghosh G. PKR and eIF2alpha: integration of kinase dimerization, activation, and substrate docking. Cell. 2005 Sep 23;122(6):823-5. doi: 10.1016/j.cell.2005.09.007. PMID: 16179248.

[4]. Balka KR, Louis C, Saunders TL, Smith AM, Calleja DJ, D'Silva DB, Moghaddas F, Tailler M, Lawlor KE, Zhan Y, Burns CJ, Wicks IP, Miner JJ, Kile BT, Masters SL, De Nardo D. TBK1 and IKKε Act Redundantly to Mediate STING-Induced NF-κB Responses in Myeloid Cells. Cell Rep. 2020 Apr 7;31(1):107492. doi: 10.1016/j.celrep.2020.03.056. PMID: 32268090.

[5]. Gao J, Zheng M, Wu X, Zhang H, Su H, Dang Y, Ma M, Wang F, Xu J, Chen L, Liu T, Chen J, Zhang F, Yang L, Xu Q, Hu X, Wang H, Fei Y, Chen C, Liu H. CDK inhibitor Palbociclib targets STING to alleviate autoinflammation. EMBO Rep. 2022 Jun 7;23(6):e53932. doi: 10.15252/embr.202153932. Epub 2022 Apr 11. PMID: 35403787; PMCID: PMC9171422.

学术合作组织

(*排名不分先后)



战略合作伙伴

(*排名不分先后)

推荐直播

转载须知


【非原创文章】本文著作权归文章作者所有,欢迎个人转发分享,未经作者的允许禁止转载,作者拥有所有法定权利,违者必究。

BioArt

Med

Plants

人才招聘


点击主页推荐活动

关注更多最新活动!


特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
32岁香港女演员与73岁丈夫大婚,婚礼盛大300人参加,交往仅三周

32岁香港女演员与73岁丈夫大婚,婚礼盛大300人参加,交往仅三周

观察鉴娱
2026-10-13 10:11:16
央妈“摸排”结果:全国能一次性拿出50万的家庭,数量超乎想象!

央妈“摸排”结果:全国能一次性拿出50万的家庭,数量超乎想象!

平说财经
2026-08-29 07:39:18
伟大的2-1!中国金花武网3连胜到手:抢7赢球,刷新2大纪录!

伟大的2-1!中国金花武网3连胜到手:抢7赢球,刷新2大纪录!

刘姚尧的文字城堡
2026-10-14 18:58:45
太打脸了!所有国产机加起来,都卖不过苹果iPhone18 Pro

太打脸了!所有国产机加起来,都卖不过苹果iPhone18 Pro

互联网.乱侃秀
2026-10-15 10:47:24
不再藏着掖着,珠海航展亮出中国空军王炸装备,美国还坐得住吗?

不再藏着掖着,珠海航展亮出中国空军王炸装备,美国还坐得住吗?

小叨娱乐
2026-10-15 02:13:13
再见 Codex,马斯克杀死了比赛

再见 Codex,马斯克杀死了比赛

Ai学习的老章
2026-10-13 15:35:53
这么下去的话,乌克兰肯定挺不过一个月!因为美国实际上,已经开始暂停了部分情报的分享

这么下去的话,乌克兰肯定挺不过一个月!因为美国实际上,已经开始暂停了部分情报的分享

扶苏聊历史
2026-10-14 15:20:54
意外!成都蓉城还没有跟刘殿座续约,这位门将就成为中超转会市场大鱼

意外!成都蓉城还没有跟刘殿座续约,这位门将就成为中超转会市场大鱼

振刚说足球
2026-10-15 09:12:45
杜聿明晚年回忆:要是听了郭汝瑰的话,我真有可能从淮海战场逃走

杜聿明晚年回忆:要是听了郭汝瑰的话,我真有可能从淮海战场逃走

纪史行者
2026-10-15 03:25:03
宝能集团及姚振华等被执行20.5亿

宝能集团及姚振华等被执行20.5亿

界面新闻
2026-10-14 11:42:04
姚明229公分已经够高?NO!后面的巨兽一个比一个高!

姚明229公分已经够高?NO!后面的巨兽一个比一个高!

岁月有情1314
2026-10-10 15:13:23
任天堂非常不满马斯克扮演瓦力欧:演成变态了

任天堂非常不满马斯克扮演瓦力欧:演成变态了

游民星空
2026-10-13 15:16:12
尴尬?杨瀚森打满末节,开拓者净输15分,媒体人:他未达轮换要求

尴尬?杨瀚森打满末节,开拓者净输15分,媒体人:他未达轮换要求

球场没跑道
2026-10-14 13:25:09
这就是经济下行期的小三吗,时代变得我不认识了

这就是经济下行期的小三吗,时代变得我不认识了

再战五百回合
2026-10-13 09:11:43
日媒:邓亚萍罕见盛赞松岛辉空打法理念先进 日球迷:松岛实力仅发挥七成

日媒:邓亚萍罕见盛赞松岛辉空打法理念先进 日球迷:松岛实力仅发挥七成

晚雾空青
2026-10-14 12:05:07
32岁“阿布扎比王妃”昏倒在伦敦街头,吸食违禁品后不省人事,身旁还有3岁幼童

32岁“阿布扎比王妃”昏倒在伦敦街头,吸食违禁品后不省人事,身旁还有3岁幼童

译言
2026-10-15 07:34:44
胡塞武装:发射地对空导弹,击中沙特一架“台风”战斗机,该战机“随时可能坠毁”,再次发射一枚弹道导弹,“精准、直接”命中沙特机场

胡塞武装:发射地对空导弹,击中沙特一架“台风”战斗机,该战机“随时可能坠毁”,再次发射一枚弹道导弹,“精准、直接”命中沙特机场

政知新媒体
2026-10-15 08:39:45
徐湖平上千件文物流失仅获刑三年:不是法外开恩,而是法条规定的边界

徐湖平上千件文物流失仅获刑三年:不是法外开恩,而是法条规定的边界

十为先生
2026-09-18 18:25:57
开着开着,两个后轮都掉了!奇瑞汽车紧急致歉:召回8878辆车,视情免费更换零部件,国内同批次车型启动排查

开着开着,两个后轮都掉了!奇瑞汽车紧急致歉:召回8878辆车,视情免费更换零部件,国内同批次车型启动排查

都市快报橙柿互动
2026-10-12 20:51:54
不到7万人的江苏小镇,竟有4万人外出炒瓜子!他们年赚15亿?凭啥

不到7万人的江苏小镇,竟有4万人外出炒瓜子!他们年赚15亿?凭啥

云霄纪史观
2026-10-15 01:17:00
2026-10-15 11:47:00
BioArt incentive-icons
BioArt
探索生物艺术之奥秘
11389文章数 18547关注度
往期回顾 全部

科技要闻

核弹院士彭先觉:可控核聚变 不必再等50年

头条要闻

高市"抱怨"不容易:早上要洗澡化妆 准备早餐收拾餐具

头条要闻

高市"抱怨"不容易:早上要洗澡化妆 准备早餐收拾餐具

体育要闻

五大联赛第二射手,开着11年前的二手车

娱乐要闻

陈小春弟弟被卖,多年不打扰另有隐情

财经要闻

洋餐饮的中国生意:红利消退后的集体交权

汽车要闻

不止大空间/纯电增程任选 小鹏MONA L05来了

态度原创

教育
房产
游戏
时尚
军事航空

教育要闻

高中课标解读·课程理念③ | 基于课程理念真实性学习的内在机制与实践路径

房产要闻

突发!三亚超级万象城改规公示下架!

《GTA4》IGN新评测5星!IGN最敬重的一集

今年秋天一定要拥有的10件单品,时髦又好看!

军事要闻

朝鲜潜射两种导弹

无障碍浏览 进入关怀版