小分子 STING 共價(jià)抑制劑的發(fā)現(xiàn)及其抑制STING 蛋白的機(jī)制
我們知道，當(dāng)病毒入侵機(jī)體時(shí)，病毒核酸作為相應(yīng)的 PAMP 激活機(jī)體的抗病毒固有免疫反應(yīng)。干擾素基因刺激因子（Stimulator of interferongenes, STING）是參與抗病毒固有免疫反應(yīng)中的多個重要蛋白分子之一，它是一個多結(jié)構(gòu)域的跨膜蛋白，定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜或線粒體外膜，與多種免疫疾病及腫瘤的免疫治療密切相關(guān)。
固有免疫途徑的異常激活與多種疾病的發(fā)生發(fā)展息息相關(guān)，其在分子機(jī)制方面的研究進(jìn)展為靶向藥物治療策略帶來希望。本研究報(bào)道了靶向 STING 蛋白的高效選擇性小分子抑制劑 C-176，C-178，H-151，它們可以與 STING 蛋白中的Cys91 發(fā)生共價(jià)結(jié)合，阻斷 STING 活化所誘導(dǎo)的棕櫚�；�，進(jìn)而阻斷其在高爾基體組裝成多聚體復(fù)合物，抑制下游信號通路傳導(dǎo)。此外，該類抑制劑可以減少人和小鼠細(xì)胞中 STING 蛋白介導(dǎo)的炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生，并減弱小鼠自身炎癥疾病的病理特征。（圖1）
圖1.STING 共價(jià)抑制劑的結(jié)構(gòu)式
（圖片來源：Nature）
作者首先在細(xì)胞水平上篩選出化合物 C-176 和 C-178 能夠抑制由 STING 介導(dǎo)的 β 干擾素（IFNβ）生成，抑制小鼠骨髓源巨噬細(xì)胞中STING的響應(yīng)，抑制下游激酶 TBK1 的磷酸化。隨后作者通過 STING 氨基酸突變實(shí)驗(yàn)、生物質(zhì)譜技術(shù)和分子探針實(shí)驗(yàn)證實(shí)了化合物 C-178 與 STING 蛋白中的 Cys91 發(fā)生共價(jià)結(jié)合。研究表明，化合物發(fā)生共價(jià)結(jié)合之后，Cys91 不再會接受十六烷�；�，因此化合物 C-178 可以阻斷棕櫚�；T導(dǎo)的 STING 聚集。（圖2）
圖2.C-178 阻斷棕櫚�；T導(dǎo)的 STING 聚集
（圖片來源：Nature）
作者選用水溶性更好的化合物 C-176 進(jìn)一步進(jìn)行藥效實(shí)驗(yàn)評價(jià)。在多器官炎癥的 Trex1-/-基因缺陷鼠上，化合物 C-176 能夠顯著降低血清中炎癥因子IFN的濃度，降低炎癥相關(guān)基因mRNA的表達(dá)水平，改善組織中的炎癥現(xiàn)象。（圖3）
圖3.化合物 C-176 的體內(nèi)藥效實(shí)驗(yàn)
（圖片來源：Nature）
有意思的是，化合物 C-176 和 C178只對小鼠 STING 有良好活性，而對人 STING 的活性較差，因此作者進(jìn)行了進(jìn)一步結(jié)構(gòu)優(yōu)化。鑒于 STING 蛋白中棕櫚酸修飾的半胱氨酸是保守氨基酸殘基，并且對于人 STING 的功能同樣重要，作者保留了該位置的共價(jià)結(jié)合，獲得了化合物 H-151，其作用機(jī)制與化合物 C-176 和 C178 類似，同時(shí)能夠有效地抑制人 STING 蛋白。比如：其可以抑制抑制I型 IFN 反應(yīng)，降低 TBK1 磷酸化和抑制人 STING 棕櫚酰化。（圖4）
圖4.化合物 H-151 的結(jié)構(gòu)及其機(jī)制研究
（圖片來源：Nature）
小M 的小思考：
本文報(bào)道了小分子 STING 共價(jià)抑制劑 C-176、C-178、H-151 的發(fā)現(xiàn)及其抑制STING 蛋白的機(jī)制。該類化合物具有活性強(qiáng)、分子量低的優(yōu)點(diǎn)，因此其配體效率高，藥代動力學(xué)性質(zhì)好。藥理實(shí)驗(yàn)證明它們能夠有效阻斷機(jī)體固有免疫反應(yīng)的信號通路，是極具潛力的候選藥物。隨著 STING 蛋白功能的深入研究，尋找其抑制劑用于治療自身免疫性疾病已成為新藥開發(fā)的方向。
參考文獻(xiàn)
[1] Haag, S M; et al. Targeting STING withcovalent small-molecule inhibitors. Nature. 2018.
相關(guān)產(chǎn)品
Cyclic-di-GMP 是 STING 的激動劑也是一個可以調(diào)節(jié)不同細(xì)菌物種的生物膜形成，運(yùn)動性和毒力的第二信使。
cGAMP (Cyclic GMP-AMP) 是多細(xì)胞動物內(nèi)源性第二信使，能激發(fā)干擾素的產(chǎn)生，STING配體和活化劑。
ML RR-S2 CDA 可誘導(dǎo)干擾素基因刺激物。對 STING 具有強(qiáng)結(jié)合親和力，激活人STING等位基因。
