干扰素基因刺激因子(STING)的激活需要衣壳蛋白复合物 II(COPII)介导的内质网(ER)外运过程,但其机制仍不明确。
2026年3月25日,美国西南医学中心闫楠团队在Cell 在线发表题为STING signaling modulation by COPII cargo recognition的研究论文,该研究确定 EEΦxΦ(人类 STING 中的 339EEVTV343)为被 SEC24 同源物 C(SEC24C)识别的内质网外运位点。
利用 AlphaFold3,该研究展示了 SEC24C 与 STING 二聚体结合的预测结构,揭示了先前在结构上未解决区域中的 EEΦxΦ 位点。该位点的突变或 SEC24C 货物结合位点会破坏 STING 的运输和信号传导。该研究发现支持了一个 STING 亚基化和亲和阈值模型,该模型解释了受控的内质网外运。
EEΦxΦ 位点在脊椎动物的 STING 同源物中是保守的,并且足以介导无关蛋白质的内质网外运。有趣的是,与已知的 SEC24C 货物相比,STING 的内质网外运位点并不理想,这对于防止免疫过度激活至关重要。一种经过工程改造的“超级内质网出口”STING 是持续活性的,并诱导强大的抗肿瘤免疫反应。
这个位点的重复序列竞争性地抑制内源性 STING 信号传导。总的来说,本研究阐明了 STING-ER 外运机制,并提出了调节 STING 信号传导的策略。
环状 GMP-AMP 合成酶(cGAS)-STING 信号通路在先天免疫、炎症、癌症和神经退行性疾病中发挥着重要作用。cGAS 能检测细胞内的双链 DNA(dsDNA),并催化合成环状鸟苷单磷酸(GMP)-AMP(2′,3′-cGAMP,cGAMP),这是一种能激活 STING 的第二信使。
当与 cGAMP 结合后,STING 会聚合成多聚体,并从内质网(ER)转移到高尔基体,这一过程由 COPII 小泡介导。在高尔基体中,STING 会募集 Tank 结合激酶 1(TBK1),后者会磷酸化 STING,从而随后招募并激活干扰素调节因子 3(IRF3)-干扰素(IFN)信号通路。STING 从内质网的排出对于激活所有 cGAS-STING 信号活动至关重要,但这一过程的分子机制尚不清楚。
COPII 负责货物的分类以及从内质网到高尔基体的顺向囊泡运输。COPII 的组装始于由 SEC12(一种鸟嘌呤核苷酸交换因子,能将与 SAR1 结合的鸟苷二磷酸(GDP)交换为鸟苷三磷酸(GTP))招募分泌相关 Ras 相关 GTP 酶 1(SAR1)。激活后的 SAR1-GTP 会招募 SEC23/SEC24 复合体,其中 SEC24 起到货物结合平台的作用。哺乳动物细胞表达四种 SEC24 亚型(SEC24A-D),可根据同源性分为两个亚类。
文章模式图(图源自Cell)
SEC24A/B 亚类和 SEC24C/D 亚类各自识别不同的货物基序:SEC24A/B 识别货物蛋白中的二酸基基序、二疏水基基序和 LxxLE 基序,而 SEC24C/D 识别一个不太明确的 IxM 包装信号。货物结合后,SEC23/SEC24 会招募 SEC13/SEC31 复合体,该复合体驱动膜弯曲和囊泡形成。最后,这些蛋白质形成一个类似笼子的复合物,即被称为 COPII 囊泡的结构,其中内壳(Sec23/Sec24/货物)和外壳(SEC13/SEC31)组成。
在此,研究人员通过使用 AlphaFold3 结构预测、突变研究、显微镜观察、生化研究以及免疫信号分析等方法,发现 STING 中的 EEΦxΦ 基序是被 SEC24C 识别的内质网出口基序。该研究证明该基序对于 STING 的内质网外运既是必要的也是充分的条件,并且内质网外运过程可以在体外和体内被靶向以调节 STING 信号活动。
参考消息:https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(26)00267-9