今天为大家分享一篇在Science上的文章，通讯作者是来自Scripps研究所的Luke L. Lairson，John R. Teijaro和加州生物医学研究所的H. Michael Petrassi。
环状GMP-AMP合成酶(cGAS)-STING信号通路在感染发生的固有免疫反应中起着关键作用，它也是把炎症与多种生理过程直接联系起来的媒介，包括DNA损伤、衰老相关炎症、微生物组相关的肠道稳态等多个方面。STING是一种内质网信号蛋白，广泛表达在免疫细胞和非免疫细胞中，其可以结合包括cGAMP在内的多种环状二核苷酸(CDN)，并通过TBK1-IRF3快速诱导I型干扰素(IFN)和促炎细胞因子产生。STING已被证明在抗肿瘤免疫中发挥至关重要的作用，例如其可以介导产生IFN-β并进一步刺激肿瘤引发的T细胞活化。因此开发STING的激动剂便显得非常重要。最初的STING激动剂是CDN的天然配体衍生物，但其较差的稳定性导致这一类激动剂药物仅限于肿瘤内给药，在人体肿瘤中的成功率也参差不齐。因此有必要开发更为优良的STING激动剂。在本文中作者提出使用cGAS-STING通路靶向的细胞表型筛选的方法，来识别除核苷酸以外的STING激动剂。作者选择了包含干扰素调节因子IRF诱导的荧光素酶报告体的人单核THP-1细胞(ISG-THP1)作为研究模型，使用了大约10万个商业化的药物相像小分子进行了筛选。作者同时使用了STING基因敲除和cGAS基因敲除的细胞用来评估通路特异性，STING的蛋白质热稳定性分析用来分析化合物的在不同物种之间的活性差异。作者首先筛选到了SR-001分子，其在ISG-THP1和cGAS-KO细胞中有高强度的报告信号，但在STING-KO中不活跃，说明该化合物作用于cGAS下游并依赖于STING表达；热稳定性实验中SR-001没有活性，说明SR-001并不是直接与STING蛋白作用的结构。作者比较了同在小分子库中的SR-012，并观察到SR-001在细胞内会迅速转化成SR-012，因此作者认为SR-001是一种前药，即酯取代是细胞通透性的必要结构，而羧酸才是STING的结合基团。
基于上述结论，作者对SR-001的结构进行了优化，得到了同时具有细胞通透性和STING结合能力的小分子SR-717。二氟的取代一方面不会影响化合物的活性，一方面还可以增加STING蛋白的稳定性，并有不错的跨物种活性。磷酸化相关的实验确定了SR-717能激活STING下游的TBK1、IRF3和p65信号转导蛋白的磷酸化，使用TBK1的抑制剂也证实了这一结果。动力学分析表明，SR-717首先激活IFNB1，其次是CXCL10(一种由IRF3和IFN-β激活的转录物)，且在原代人外周血单核细胞PBMCs中维持了该动力学。SR-717与人源STING的共晶数据揭示了SR-717与cGAMP结合在STING的模式一致，表明了SR-717在结合方式上是cGAMP的类似物。
最后作者进行了小鼠实验，作者分别证明了SR-717在肿瘤内给药、静脉注射和其类似物SR-301在口服给药中，对皮下肿瘤、肺结节都有显著的治疗效果，其免疫机制是在全身给药后，激活CD8+ T细胞、NK细胞和树突状细胞，具有非常好的药用前景。
本文作者：LYP
责任编辑：LYP
原文链接：https://science.sciencemag.org/content/369/6506/993?rss=1
原文引用：DOI：10.1126/science.abb4255
