揭秘cGAS酶——引起自身免疫疾病的元凶

medicalxpress 4160 2015-10-29

德克萨斯大学西南医学中心的研究人员表示,在小鼠中激活一个先天免疫系统感受器酶能引起两个致命的自身免疫性疾病,相反,如果抑制这个酶,却不会发生致死疾病的出现。

这项研究发表在10月20日的《PNAS》上,可能有一天这项工作会有助于自身免疫性疾病新疗法的出现。

该研究的第一作者Zhijian ‘James’ Chen,作为分子生物学教授,也是德克萨斯大学 Howard Hughes研究院的研究者,他说:“这项研究表明,抑制cGAS 酶的表达对于自身免疫疾病如Aicardi-Goutieres 综合症(AGS)以及系统性红斑狼疮综合症(SLE)的治疗不失为一种有效的治疗方法。这两种自身免疫疾病都具有相同的炎症通路。”

在自身免疫性疾病中,本应保护身体的免疫系统却表现为损害身体。AGS是一种罕见的遗传性疾病,主要影响大脑,而SLE可以影响皮肤,关节,肾脏,脑和其他器官。这两种疾病都没有有效的治疗手段,目前其治疗方法主要只是针对症状。

Chen博士说:“有可能cGAS酶可以通过小分子药物进行抑制,对 cGAS 蛋白酶高分辨的结构确定将有助于这类抑制剂的发现。

在2012年末,Chen实验室在《Science》发表了一篇文章,紧随其后,又在《Science》发表了另一篇,在这两篇文章中指出,cGAS酶,作为先天免疫的感受器,是人体防御入侵者的第一道防线。而该项关于cGAS酶是引起自身免疫疾病的元凶的工作正是建立于这两篇文章研究的基础上。《PNAS》针对这个研究也做了批注,指出Chen实验室对于胞质(细胞的胶状内部)DNA远程感受器的鉴定是一个突破性的发现。

在发表于《Science》的研究中,描述了一个新的细胞通路。在这个通路中,当cGAS检测到外援DNA,例如病毒DNA将会启动报警。这个报警系统将会触发一系列的炎症反应诱发抗病毒分子,包括干扰素分泌蛋白家族。同样,如果自生的DNA错误的出现在细胞质中,相同的通路将会被触发,这就导致了自身免疫疾病,陈博士解释说。

目前就发表于《PNAS》的文章中,研究人员对TREX1蛋白进行了研究,TREX1蛋白可以消化出现在细胞质的DNA。他们指出,编码TREX1蛋白的基因出现功能缺陷型突变和Aicardi-Goutieres 综合症(AGS)以及系统性红斑狼疮综合症(SLE)的发生有着很大的关系。正如人一样,在小鼠中,如果缺少TREX1蛋白,将会出现自身免疫,炎症,和干扰素水平升高等症状。当研究人员在小鼠中对编码 cGAS的基因进行抑制时,这些症状就会消失。

陈博士说:“在小鼠中,对负责编码cGAS 蛋白的两个基因,删除其中一个,也能很大程度上去改善小鼠的自身免疫疾病。”陈博士是 Genetics of Host Defense中心的一名研究人员,同时也是George L. MacGregor Distinguished 在生物医学方面的领军者。

研究人员指出,他们还研究DNase-II酶基因缺失的小鼠,该酶可以降解DNA。这样的结果是小鼠无法对溶酶体DNA进行降解而造成致命的自身免疫,如果对 cGAS 进行抑制,又能挽救这些小鼠。

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