
阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)的病理进程中,脑内慢性炎症扮演着关键角色。然而,驱动这一炎症反应的分子开关一直未被完全阐明。近日,美国斯克里普斯研究所(Scripps Research)的研究团队在《Cell Chemical Biology》上发表了一项突破性研究,揭示了STING蛋白的一种化学修饰如何成为点燃脑部炎症风暴的“开关”。
STING蛋白的异常激活:从免疫卫士到炎症推手
STING(干扰素基因刺激因子)是人体先天免疫系统中的关键蛋白,负责识别胞质DNA并启动抗病毒和抗肿瘤免疫应答。然而,在阿尔茨海默病中,STING的功能发生了病理性转变。研究团队发现,在AD患者脑组织、人类干细胞来源的脑免疫细胞以及AD小鼠模型中,STING蛋白上发生了一种名为S-亚硝基化(S-nitrosylation, SNO)的化学修饰。这一修饰过程涉及一氧化氮(NO)相关分子与STING蛋白上特定半胱氨酸残基的结合,导致STING蛋白构象改变,形成更大的蛋白复合物,从而异常激活下游炎症信号通路。
精准定位:半胱氨酸148是关键节点
通过质谱分析,研究团队精确锁定了S-亚硝基化修饰发生的位点——STING蛋白的第148位半胱氨酸(Cys148)。当Cys148被S-亚硝基化后,STING蛋白的活性被过度放大,驱动脑内免疫细胞(如小胶质细胞)释放大量炎症因子,形成有害的神经炎症微环境。值得注意的是,AD相关的病理蛋白聚集体,包括β-淀粉样蛋白(Aβ)和α-突触核蛋白,均可触发STING的S-亚硝基化。这意味着,疾病进程中可能形成一个自我放大的恶性循环:蛋白聚集体和衰老/环境因素引发炎症,炎症产生一氧化氮,一氧化氮进一步促进STING的S-亚硝基化,从而加剧炎症。
阻断开关:减轻炎症并保护突触
为了验证这一机制的治疗潜力,研究人员构建了缺失Cys148位点的突变型STING蛋白。在AD小鼠模型中表达该突变蛋白后,脑内免疫细胞的炎症水平显著降低。更为关键的是,神经元的突触连接得到了有效保护。突触的丧失是阿尔茨海默病患者认知功能下降的直接神经基础,因此这一发现具有重要的临床转化意义。
精准治疗新策略:保留免疫,消除病理
“这一靶点的独特优势在于,我们能够抑制STING的病理性过度激活,而无需完全关闭其正常的免疫防御功能。”该研究的资深作者、斯克里普斯研究所的Stuart Lipton博士解释道,“当靶向Cys148时,我们并未阻断整个STING分子,只是阻止了它的过度激活。这意味着患者仍能保留抵抗感染的能力。”目前,研究团队正在开发能够特异性阻断Cys148位点的小分子化合物,并计划在未来的临床前研究中对其进行评估。