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        多胺隔离2'3'-cGAMP限制细胞间传递和STING结合以削弱抗肿瘤免疫

        Polyamine sequestration of 2'3'-cGAMP constrains intercellular transmission and STING engagement to subvert antitumor immunity

        作者信息Yunjin Ma, Chunyuan Zhao, Jiacheng Guo, Yue Fu, Wei Wang, Jiangong Zhang, Kun Zhao, Xiangbo Meng, Zhongshang Yuan, Chengjiang Gao, Mutian Jia, Ying Qin, Hui Song, Wei Zhao
        PMID42222888
        期刊J Clin Invest
        发布时间2026-06-01
        DOI10.1172/JCI201460
        来源查看原文

        实验完整度

        高

        包含体外筛选、细胞实验、动物模型（Trex1-/-、Sat1-/-、肿瘤模型）及临床数据分析，并涉及机制验证（ITC、MD、分子对接）和功能验证。

        主要模型

        小鼠腹腔巨噬细胞 B16F10黑色素瘤皮下移植瘤模型 MC38结肠癌皮下移植瘤模型 Trex1-/-小鼠 Sat1-/-小鼠 4T1乳腺癌模型

        重点核对

        多胺处理浓度与时间 2'3'-cGAMP给药剂量与途径 SAT1表达水平或活性调控 细胞模型（PMs, BMDMs等）及共培养体系

        摘要

        环状二核苷酸2'3'-环鸟苷酸-腺苷酸（2'3'-cGAMP）作为中枢免疫传递因子，通过干扰素基因刺激因子（STING）依赖的先天免疫在组织间传播；然而，微环境代谢物如何调控其时空动态仍未知。在此，我们确定了多胺（精胺和亚精胺）是控制2'3'-cGAMP功能的关键调节因子。机制上，多胺将2'3'-cGAMP隔离成聚合物样聚集体，阻断细胞间传播，并通过降低配体-受体结合亲和力抑制细胞内STING激活。亚精胺和精胺N1-乙酰转移酶1（SAT1）（多胺分解代谢的限速酶）的缺乏提高了多胺水平，以截留细胞外2'3'-cGAMP并抑制STING激活。内源性2'3'-cGAMP与SAT1稳定剂N1,N11-二乙基去甲精胺的联合给药可恢复2'3'-cGAMP的生物利用度和STING信号，促进I型干扰素应答，将免疫抑制性肿瘤重编程为免疫活性状态，并增强肿瘤清除。我们的研究确立了多胺-cGAMP相互作用作为组织水平免疫的关键时空调节机制，为代谢物介导的cGAS-STING调节提供了跨疾病的统一模型。

        实验结论

        提炼研究问题、关键发现与证据，快速把握文章的核心贡献。

        研究问题
        微环境代谢物如何调控2'3'-cGAMP的时空动态以影响STING介导的免疫？
        核心机制
        多胺（精胺和亚精胺）直接结合2'3'-cGAMP形成聚合物样聚集体，阻止其细胞间传播，并通过结合2'3'-cGAMP的3'-OH位点降低其与STING的结合亲和力，从而抑制STING激活。
        主要证据
        通过代谢物库筛选、细胞摄取实验、ITC、分子动态模拟和分子对接证明多胺结合2'3'-cGAMP；通过细胞和动物实验（Trex1-/-、Sat1-/-模型）证明多胺抑制STING通路；通过肿瘤模型证明SAT1缺乏削弱抗肿瘤免疫。
        研究意义
        揭示多胺-cGAMP相互作用是组织水平免疫的关键调控机制，为基于cGAMP的免疫治疗提供代谢靶点，联合SAT1稳定剂DENSpm与2'3'-cGAMP可增强抗肿瘤免疫。

        研究路径

        按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

        1

        代谢物筛选

        筛选能调节胞外2'3'-cGAMP诱导STING激活的内源代谢物

        使用内源代谢物库预处理小鼠腹腔巨噬细胞，然后加入2'3'-cGAMP，检测IFN-β分泌。

        2

        多胺对cGAMP摄取和STING信号的影响

        验证多胺对2'3'-cGAMP进入细胞及下游信号的影响

        用多胺预处理细胞，加入2'3'-cGAMP或内源性cGAMP，检测cGAMP摄取、细胞因子表达和STING通路磷酸化。

        3

        多胺与cGAMP直接结合及聚集

        验证多胺与cGAMP的直接结合及聚集机制

        通过ITC、Dot blot、co-IP、分子动力学模拟和血凝实验验证结合与聚集。

        4

        多胺对STING结合的影响

        验证多胺是否影响cGAMP与STING的结合

        用多胺处理后，通过pull-down、分子对接、PLA实验检测cGAMP与STING的结合。

        5

        多胺在Trex1-/-小鼠中的自身免疫模型验证

        验证多胺在体内对STING驱动的自身免疫病理的影响

        给予Trex1-/-小鼠口服精胺和亚精胺4周，检测血清细胞因子、靶基因表达和寿命。

        6

        SAT1功能验证

        验证SAT1对cGAMP-STING信号的调控作用

        利用Sat1-/-巨噬细胞、SAT1抑制剂和过表达实验，检测STING信号和细胞因子。

        7

        SAT1在抗肿瘤免疫中的作用

        验证SAT1缺乏对肿瘤生长和免疫微环境的影响

        在Sat1-/-小鼠中接种B16F10或MC38肿瘤，分析肿瘤生长、免疫细胞浸润和细胞因子。

        8

        DENSpm联合cGAMP的肿瘤治疗效果

        评估DENSpm与cGAMP联合治疗对肿瘤生长和免疫的影响

        在B16F10或4T1荷瘤小鼠中给予DENSpm和cGAMP，检测肿瘤大小、免疫细胞和生存期。

        研究方法

        按研究目的归类文中使用的方法，便于定位所需技术。

        验证样本或模型特征
        酶联免疫吸附测定免疫印迹
        验证分子表达变化
        实时荧光定量PCR蛋白质印迹
        验证免疫效应
        流式细胞术
        验证机制链路
        等温滴定量热法分子动力学模拟分子对接邻位连接技术
        评估体内效果
        肿瘤异种移植模型生存分析
        数据分析与统计
        Kaplan-Meier生存分析CIBERSORT单样本基因集富集分析

        产品清单

        实验环节名称品牌货号
        细胞培养DMEM培养基Gibco--
        RPMI 1640培养基Gibco--
        药物处理精胺Sigma-Aldrich55513
        亚精胺Sigma-Aldrich49761
        腐胺Sigma-Aldrich51799
        N1,N11-二乙基去甲精胺MedChemExpressHY-13610A
        阿霉素MedChemExpressHY-15142
        二氟甲基鸟氨酸Sigma-AldrichD193
        喷他脒Sigma-Aldrich--
        2'3'-环鸟苷酸-腺苷酸InvivoGentlrl-nacga23
        3'3'-环鸟苷酸-腺苷酸InvivoGentlrl-nacga
        环二腺苷酸InvivoGentlrl-nacda
        环二鸟苷酸InvivoGentlrl-nacdg
        聚脱氧鸟苷酸-脱氧胞苷酸InvivoGentlrl-pgcn
        Y型DNAInvivoGentlrl-ydna
        Cy5标记的2'3'-cGAMPAAT Bioquest--
        N1-乙酰精胺TargetMolT36416
        N1-乙酰亚精胺TargetMolT37170
        CMASigma-AldrichSML3185
        DMXAASelleck ChemicalsS1537
        SR-717MedChemExpressHY-131454
        氯喹Selleck ChemicalsS6999
        抗体抗磷酸化IRF-3抗体Cell Signaling Technology4947
        抗IRF3抗体Cell Signaling Technology4302
        抗STING抗体Cell Signaling Technology50494
        抗磷酸化STAT1抗体Cell Signaling Technology9167
        抗STAT1抗体Cell Signaling Technology9172
        抗TBK1抗体Cell Signaling Technology3031S
        抗SAT1抗体Cell Signaling Technology61586
        抗磷酸化TBK1抗体Abcamab109272
        抗精胺抗体Abcamab26975
        抗小鼠β-肌动蛋白抗体Proteintech66009-I-Ig
        抗STING抗体Proteintech66680-1-Ig
        抗TREX1抗体Santa Cruz Biotechnologysc-133112
        动物实验对照脂质体FormuMaxF70101F
        抗小鼠CD8α抗体Bio X Cell--
        IgG2α同型对照Bio X Cell--
        蛋白检测链霉亲和素琼脂糖树脂Thermo Fisher Scientific--
        PVDF膜Millipore--
        细胞培养胶原酶IGibco17100017
        胶原酶IVGibco17104019
        脱氧核糖核酸酶ISolarbioD8071-25
        代谢物分析人内源性代谢物化合物库TargetMolL2500
        分子实验pCDNA3.1-C-FLAG-SAT1质粒Biosune Biotechnology--
        血凝实验绵羊红细胞SolarbioS9450

        关键环节

        汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

        环节核对要点
        细胞处理
        多胺浓度、处理时间、细胞类型；2'3'-cGAMP刺激浓度和时间
        阅读提示：Methods: Cell culture; 图1图注
        模型建立
        肿瘤细胞系、接种细胞数量、小鼠品系；DENSpm和cGAMP剂量及给药方案
        阅读提示：Methods: Animal model; 图6E和图7B图注
        分子机制验证
        ITC、分子动力学、分子对接的具体参数
        阅读提示：Methods: Isothermal titration calorimetry, MD simulation, Molecular docking
        免疫分析
        流式细胞术的抗体克隆、肿瘤消化方法；细胞因子ELISA试剂盒
        阅读提示：Methods: In vivo analysis; Statistics

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