ATP2A2调节STING1/MITA驱动的信号转导,包括选择性自噬。

ATP2A2 regulates STING1/MITA-driven signal transduction including selective autophagy.

作者信息Xue Yang, Linyue Lv, Yuelan Zhang, Zhuyou Zhang, Shaowei Zeng, Xinyi Zhang, Qinyang Wang, Martin Dorf, Shitao Li, Bishi Fu
PMID40265346
期刊Autophagy
发布时间2025-10
DOI10.1080/15548627.2025.2496786

实验完整度

包括体外细胞实验(HEK293、HeLa、THP-1等)、功能验证(病毒抑制、信号通路检测)、机制验证(相互作用、聚合、运输、自噬)以及基因敲除/敲低和回补实验,证据层级多样。

主要模型

HEK293细胞 HeLa细胞 THP-1细胞 MEF细胞

重点核对

ATP2A2与STING1的相互作用依赖于STING1的N端1-9氨基酸和ATP2A2的1-253及604-1042片段 ATP2A2敲除减弱STING1的聚合和从内质网到高尔基体的转运 SEC62介导的STING1选择性自噬依赖于ATP2A2 STING1激动剂diABZI浓度(1mM)和处理时间(1-2小时)

摘要

STING1/MITA不仅诱导先天免疫反应,还触发巨自噬/自噬以选择性降解信号分子。然而,调控STING1介导的选择性自噬的分子机制仍不清楚。在此,我们首次报道ATP2A2直接与STING1相互作用,通过调节其聚合和运输来调节STING1介导的先天免疫反应,从而抑制DNA病毒感染。值得注意的是,在筛选参与STING1介导的选择性自噬的网状自噬受体时,我们确定了SEC62是STING1介导的网状自噬中的重要受体蛋白。机制上,SEC62在激活时增强其与STING1的相互作用,同时在饥饿时促进STING1介导的网状自噬,这些过程依赖于ATP2A2。此外,在WT细胞中敲低SEC62抑制STING1介导的MAP1LC3B/LC3B脂化和自噬体形成,这种效应在ATP2A2敲除细胞中消失,表明SEC62在STING1介导的选择性自噬中的作用依赖于ATP2A2。因此,我们的发现确定了网状自噬受体SEC62作为调节STING1介导的选择性自噬的新型受体蛋白,为网状自噬受体在STING1诱导的选择性自噬过程中的机制提供了新的见解。

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
ATP2A2如何调节STING1介导的先天免疫反应和选择性自噬?
核心机制
ATP2A2与STING1直接相互作用,促进STING1的聚合和从内质网到高尔基体的转运,从而增强STING1介导的干扰素反应;此外,ATP2A2依赖网状自噬受体SEC62促进STING1介导的LC3脂化和网状自噬。
主要证据
Co-IP和GST pull-down证明ATP2A2-STING1直接相互作用;ATP2A2敲除导致STING1聚合、TBK1磷酸化及IRF3二聚化减弱;SEC62敲低抑制STING1介导的LC3脂化和自噬体形成,但在ATP2A2敲除细胞中无进一步效应。
研究意义
揭示ATP2A2作为STING1的正向调节因子,在先天免疫和选择性自噬中发挥双重作用,为理解STING1介导的网状自噬机制提供新见解。

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

筛选与ZMPSTE24相互作用并具有抗病毒功能的蛋白

鉴定新的宿主抗病毒因子

通过AP-MS分析稳定表达ZMPSTE24-FLAG的HEK293细胞中与ZMPSTE24相互作用的蛋白,选取候选蛋白进行RNAi筛选,用VSV-luci和VACV-luci感染检测相对荧光素酶活性。

2

验证ATP2A2的抗病毒功能及病毒种类特异性

确定ATP2A2抑制哪些病毒以及是否依赖其钙泵功能

过表达或敲低ATP2A2后感染多种病毒(HSV-1、VACV、牛痘病毒、VSV、SeV、流感病毒),通过荧光素酶报告基因、免疫印迹和空斑实验检测病毒复制。并检测ATP2A2突变体(F256A、E309A、D351A、D799A)的抗病毒能力。

3

确定ATP2A2与STING1的相互作用及其对STING1信号通路的影响

研究ATP2A2是否通过STING1调节先天免疫信号

通过co-IP检测ATP2A2与先天免疫通路蛋白(CGAS、STING1、TBK1、IRF3、RIGI、MAVS)的相互作用;在ATP2A2敲除细胞中检测STING1介导的IFNB启动子活性、TBK1和IRF3磷酸化。

4

研究ATP2A2对STING1聚合和转运的影响

阐明ATP2A2调节STING1活性的机制

在ATP2A2敲除细胞中检测STING1的聚合(SDD-AGE)和IRF3二聚化(Native PAGE),并通过免疫荧光观察STING1从内质网到高尔基体的转运(共定位CANX和GM130)。

5

研究ATP2A2对STING1介导的LC3脂化和自噬的影响

确定ATP2A2是否调节STING1介导的非经典自噬

在ATP2A2敲除细胞中检测STING1激动剂diABZI诱导的LC3B脂化,使用RFP-GFP-LC3B报告基因检测自噬流,并检测STING1与LC3B的共定位。

6

筛选并验证介导STING1选择性自噬的网状自噬受体

寻找STING1介导自噬所需的网状自噬受体

通过co-IP检测ATP2A2与网状自噬受体(NBR1、SEC62、RETREG1、RTN3L、CCPG1、TEX264)的相互作用,发现SEC62与STING1的相互作用依赖ATP2A2;通过敲低SEC62检测STING1介导的LC3脂化、自噬体形成和STING1降解。

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
DMEM培养基BiosharpBL304A
胎牛血清CellmaxSA201.02
青霉素-链霉素Sigma-Aldrich516106
谷氨酰胺补充剂Gibco35050061
RPMI-1640培养基Sigma-AldrichR8758
聚乙烯亚胺Sigma-Aldrich408727
Lipofectamine 2000转染试剂Thermo Fisher Scientific11668019
小牛胸腺DNAInvitrogenD4522
环二鸟苷酸InvivoGen2222132-40-1
聚肌胞苷酸InvivoGentlrl-piclv
干扰素刺激DNAInvivoGentlrl-isdc
双链RNAInvivoGentlrl-3prna
diABZIInvivoGentlrl-diabzi-2
聚凝胺Sigma-AldrichH9268
嘌呤霉素Sigma-Aldrich400051
潮霉素Sigma-Aldrich540222
厄尔平衡盐溶液Sigma-AldrichE2888
双荧光素酶报告系统PromegaE1910
荧光素酶检测系统PromegaG7940
甲基纤维素Sigma-AldrichM0512
结晶紫Yeasen60505ES25
甲醇Wuhan Xinshenshi800804SS
乙醇Shanghai MacklinE821482
动物组织/细胞基因组DNA提取试剂盒SolarbioD1700
RNA提取试剂VazymeR401-01
IFNB ELISA试剂盒ElabscienceE-el-H0085c
逆转录酶VazymeR212-01
SYBR Green RT-PCR试剂盒VazymeQ121-02
NP-40Sigma-AldrichI3021
甘油Sigma-AldrichG5516
不含EDTA的完全蛋白酶抑制剂混合物Sigma-AldrichS8820
Trans-Blot Turbo转印系统Bio-Rad--
抗FLAG M2磁珠Sigma-AldrichA2220
3×FLAG肽Sigma-AldrichF4799
蛋白A/G PLUS-琼脂糖Thermo Fisher Scientific53133
钒酸钠Sigma-Aldrich450243
脱氧胆酸钠Sigma-AldrichD6750
十二烷基硫酸钠Sigma-AldrichL3771
溴酚蓝Yeasen60503ES25
甘氨酸AladdinC614005
TBE缓冲液AladdinT301543
异丙基硫代半乳糖苷MBIYZ-R0392
GST结合树脂NovagenD00135640
Triton X-100Sigma-AldrichT8787
牛血清白蛋白Sigma-AldrichV900933
DAPISigma-AldrichD8417
Alexa Fluor 488二抗InvitrogenA11034
Alexa Fluor 594二抗InvitrogenA11032
Zeiss LSM880共聚焦激光显微镜Zeiss--
Leica Stellaris 5 WLL共聚焦显微镜Leica--
抗ATP2A2抗体ABclonalA1097
抗STING1抗体----
抗磷酸化STING1抗体Cell Signaling Technology509075
抗磷酸化TBK1抗体Cell Signaling Technology54382
抗TBK1抗体ABclonalA3458
抗磷酸化IRF3抗体Abcamab76493
抗IRF3抗体Santa Cruzsc-33642
抗STAT1抗体ABclonalA12075
抗磷酸化STAT1抗体Cell Signaling Technology9171
抗LC3B抗体BeyotimeAF5225
抗钙联蛋白抗体Proteintech10427-2-AP
抗SEC62抗体Taizhou BaijiaIPB9041
抗GAPDH抗体Wuhan Dia-an2058ZF
抗FLAG抗体Sigma-AldrichF3165
抗HA抗体Wuhan Dia-an2063
抗V5抗体Proteintech14440-1-AP
抗NP抗体BEI ResourcesNR-4282
抗ICP0抗体----
抗钙联蛋白抗体GeneTexGTX109669
抗GOLGA2/GM130抗体Cell Signaling Technology12480
抗HA抗体Cell Signaling Technology3724

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
细胞培养与刺激
细胞系(HEK293、HeLa、THP-1等)、刺激物(ctDNA、c-di-GMP、diABZI等)的浓度和处理时间
阅读提示:Materials and methods 中 'Cell culture and transfection' 和 'Stimulants and viruses' 部分,以及图注中相关刺激条件
基因敲除/敲低
sgRNA/shRNA序列、转染方法、敲除效率验证
阅读提示:Materials and methods 中 'Establishing stable cell lines' 部分及表S2
蛋白质相互作用
抗体、免疫沉淀条件(裂解液、孵育时间、洗涤次数)
阅读提示:Materials and methods 中 'Immunoprecipitation' 部分及图注中抗体信息
STING1聚合和转运检测
SDD-AGE和Native PAGE的具体条件、刺激时间、细胞数量
阅读提示:Materials and methods 中 'Native PAGE and SDD-AGE' 部分及图5
自噬检测
LC3B脂化检测条件、RFP-GFP-LC3B报告基因使用、自噬流定量方法
阅读提示:Materials and methods 中 'Cell starvation' 和 'Immunofluorescence' 部分,以及图6和7的图注