cGAS-STING通路的激活——皮肌炎和免疫介导坏死性肌病肌纤维萎缩/坏死的可能原因

Activation of cGAS-STING pathway - A possible cause of myofiber atrophy/necrosis in dermatomyositis and immune-mediated necrotizing myopathy.

作者信息Meichen Zhou, Xiaoxiao Cheng, Wenhua Zhu, Jianhua Jiang, Sijia Zhu, Xuan Wu, Meirong Liu, Qi Fang
PMID36030554
发布时间2022-10
DOI10.1002/jcla.24631

实验完整度

中

研究包含患者肌肉样本的蛋白质与mRNA表达检测、免疫组化定位分析,但缺乏体外和体内功能验证实验。

主要模型

皮肌炎患者肌肉活检样本 免疫介导坏死性肌病患者肌肉活检样本 非特异性IIM患者肌肉活检样本 肌营养不良症患者肌肉活检样本

重点核对

患者分组:14例DM、8例IMNM、4例NSIIM、4例肌营养不良症、9例对照 检测方法:Western blot、qRT-PCR、免疫组化 关键抗体:anti-cGAS、anti-STING、anti-MX1、anti-CD68等 统计分析:Mann-Whitney U检验,p<0.05为显著性差异

摘要

目的:探讨cGAS-STING通路相关蛋白在特发性炎性肌病(IIM)中的表达,并研究其是否与皮肌炎(DM)和免疫介导坏死性肌病(IMNM)患者的肌纤维萎缩/坏死相关。材料与方法:通过开放活检获取26例IIM患者(14例DM,8例IMNM,4例其他类型IIM)、4例肌营养不良症和9例对照患者的肌肉标本,采用Western blot、实时荧光定量PCR(qRT-PCR)和免疫组化检测cGAS-STING通路成员的表达,同时通过免疫组化分析其分布位置。结果:与对照组相比,IIM患者肌肉样本中cGAS、STING及相关分子的表达明显升高。上调的cGAS和STING主要定位于血管结构、炎性浸润以及萎缩和坏死肌纤维中。与肌营养不良症患者相比,IMNM和DM患者中cGAS、STING和TNF-α的mRNA水平上调,同时Western blot显示与干扰素上调相关的TBK1、P-TBK1和P-IRF3蛋白过度表达。鉴于cGAS和STING位于坏死和Mx1阳性的萎缩肌纤维中,cGAS-STING通路可能通过产生干扰素导致肌纤维萎缩/坏死。结论:cGAS-STING通路在IIM患者的肌肉样本中被激活,其激活可能是DM和IMNM患者肌纤维萎缩和坏死的原因。

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
cGAS-STING通路是否在特发性炎性肌病中被激活,并参与肌纤维萎缩/坏死的发生?
核心机制
cGAS-STING通路激活后通过产生干扰素(尤其是I型干扰素)和TNF-α等细胞因子,导致肌纤维萎缩和坏死。
主要证据
Western blot、qRT-PCR和免疫组化显示IIM患者肌肉中cGAS、STING及相关分子表达上调,且定位于萎缩和坏死肌纤维;DM中cGAS/STING阳性纤维同时表达MX1。
研究意义
该研究为理解皮肌炎和免疫介导坏死性肌病的发病机制提供了新思路,并为治疗提供了潜在靶点。

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

患者肌肉样本采集与分组

评估不同疾病类型患者与对照组之间cGAS-STING通路表达的差异。

收集26例IIM患者(14例DM、8例IMNM、4例NSIIM)、4例肌营养不良症患者和9例对照的肌肉活检标本,根据临床和病理特征分组。

2

检测cGAS-STING通路表达

验证IIM患者肌肉中cGAS-STING通路是否被激活。

通过Western blot检测cGAS、STING、P-STING、TBK1、P-TBK1、P-IRF3、P-NFkB蛋白表达,通过qRT-PCR检测cGAS、STING、TNF-α mRNA表达,通过免疫组化检测蛋白定位。

3

分析cGAS和STING与萎缩/坏死纤维的关系

探索cGAS-STING通路激活是否与肌纤维萎缩/坏死相关。

通过免疫组化观察cGAS和STING在萎缩纤维、坏死纤维、炎性浸润和血管结构中的定位,并用MX1和CD68染色辅助判断纤维类型。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
BCA蛋白定量试剂盒ES science LtdES6002
抗cGAS抗体Abcamab224144
抗STING抗体Cell Signaling Technology13647
抗磷酸化STING抗体Cell Signaling Technology50907
抗磷酸化IRF3抗体Cell Signaling Technology29047
抗TBK1抗体Proteintech28397-1-AP
抗磷酸化TBK1抗体Signalway Antibody13488
抗磷酸化NFkB抗体Cell Signaling Technology3033
GAPDH抗体Cell Signaling Technology5174
组织RNA纯化试剂盒ES science LtdES-RN002plus
逆转录试剂盒ES science LtdES-RT001
SYBR Green 预混液Thermo FisherA25742
7500 FAST实时荧光定量PCR系统Roche--
抗cGAS抗体Proteintech26416
抗STING抗体Proteintech19851-1-AP
抗MX1抗体Abcamab95926
抗CD68抗体ZSGB-BioZM-0060
PV-9000聚合物检测系统ZsBio Ltd--

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
患者样本
患者分组: 26例IIM(14例DM,8例IMNM,4例NSIIM),4例肌营养不良症(FSHD=1, LAMA2=1, LGMD2H=1, BMD=1),9例非疾病对照。所有患者均未使用免疫抑制药物,且在活检前无病毒感染史。
阅读提示:Methods: Patients
Western blot
蛋白上样量10μg,SDS-PAGE浓度7.5%-12.5%,所用抗体包括cGAS、STING、p-STING、p-IRF3、TBK1、p-TBK1、p-NFkB和GAPDH。
阅读提示:Methods: Western blot
qRT-PCR
RNA提取试剂盒、逆转录试剂盒、SYBR Green预混液、7500 FAST系统;使用2^-ΔΔCT方法计算相对表达量。
阅读提示:Methods: Quantitativereal-time PCR analysis
免疫组化
切片厚度8μm,丙酮固定,PV-9000检测系统,一抗包括cGAS、STING、MX1、CD68;DAB显色,苏木素复染。
阅读提示:Methods: Immunohistochemistry