STING诱导免疫的突变景观
在哺乳动物细胞中,STING作为二聚体跨膜(TM)蛋白在内质网中表达,并协调对2′3′-cGAMP(DNA传感器cGAS的内源性产物)、细菌环二核苷酸和免疫治疗剂的先天免疫反应。配体与胞质配体结合域(LBD)的结合触发了深刻的构象重排,驱动STING的寡聚化,使其能够进行必要的蛋白质-蛋白质相互作用,启动免疫信号传导。除了这些结构转变,细胞激活还与细胞内运输紧密相关:激活的STING从内质网转移到高尔基体及后高尔基体区室,在那里异二聚体信号复合物组装。STING激活最终导致I型干扰素(IFN)和NF-κB反应的上调,并伴随触发一种非经典的自噬形式,其特征是LC3B与单膜的结合。转录反应由TBK1的招募控制,而LC3B脂质化最近被证明依赖STING作为后高尔基膜中的质子通道。捕捉STING静止和活跃状态的高分辨率结构显示LBD和连接区域的构象转变,以及在配体结合时二聚体-二聚体界面的广泛重塑。除了配体诱导的激活,STING运输和信号传导还受错义突变的推动。在婴儿发病的STING相关血管病(SAVI)自炎症综合征中,自激活的增加功能(GOF)突变触发了深刻的炎症反应,可能是通过模拟或稳定活跃状态构象来实现。此外,单点突变也可以通过抑制抑制性蛋白质-蛋白质相互作用等方式增强STING的激活。然而,目前已注释的STING变体仅占STING突变谱中的一小部分。我们提出,将STING的整个可能序列空间与细胞表型进行映射,将揭示STING生物学中之前未被认识的原则。发现自激活STING变体,我们将覆盖每一种氨基酸替代的深度突变筛查(DMS)方法与人胚胎肾293T(HEK293T)细胞中的IFN报告测定结合。为了建立筛选工作流程,我们测试了先前特征化的与SAVI相关的GOF等位基因(STING(N154S))。可诱导表达的SAVI STING变体触发了强烈的IFN报告者活性,而在缺乏配体或对于一个IRF3激活缺陷的STING变体(S366A)时,未观察到显著反应。由SAVI变体诱导的报告者活性水平等同于用化学激动剂diABZI刺激外源性表达的野生型STING。因此,这些发现验证了我们的报告系统的动态范围,并为无偏见发现功能性STING变体建立了实验框架。
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