氯喹那多激活STING介导的I型干扰素信号通路的机制研究

It is of great importance to study the mechanisms of the induction of type I interferons (Type I IFNs), since they play pivotal roles in antiviral innate immunity. Chlorquinaldol is an antibiotic agent showing antibacterial activities, but to date there is no report on its function in antiviral immunity. We found that chlorquinaldol can induce the up-regulation of type I IFNs and IFN-stimulated genes in THP-1 cells to inhibit the infection and replication of DNA viruses, and its antiviral potential requires the activity of the adaptor protein STING. In this project, the inhibition of DNA viruses by chlorquinaldol will be verified not only in cultured cells, but also in mouse models and clinical samples. In addition, through multiple cellular and molecular technologies, this project aims to clarify the molecular mechanisms of how chlorquinaldol stimulates the STING-mediated production of type I IFNs to exert an antiviral effect. The results of this research will reveal the critical regulation of chlorquinaldol on host antiviral innate immune responses. Elucidating the cellular and in vivo mechanisms of the antiviral activities of chlorquinaldol will provide new ideas and potential drug targets in the treatments of virus-induced diseases.

I型干扰素在抗病毒天然免疫中发挥关键的作用，研究I型干扰素诱导产生的调节机制意义重大。氯喹那多是一种小分子抗菌类药物，目前并无任何关于它在抗病毒天然免疫中发挥功能的报道。我们发现：氯喹那多能够有效地诱导THP-1细胞内I型干扰素和干扰素刺激基因的表达上调，从而抑制DNA病毒的感染和复制；氯喹那多的抗病毒作用依赖于I型干扰素信号通路关键接头蛋白STING的活性。本项目将从细胞水平、小鼠个体水平和临床病理样本水平验证氯喹那多抗DNA病毒感染、复制和增殖的作用。在此基础之上，本项目将利用多种细胞和分子生物学手段，阐明氯喹那多如何通过调节STING分子的活性来激活I型干扰素信号通路、促进机体产生抗病毒天然免疫反应的分子机制。本项目旨在揭示氯喹那多在治疗DNA病毒感染引起的疾病中发挥作用的规律，为抗病毒药物的研制提供新的思路和药物靶标。

I型干扰素在抗病毒天然免疫中发挥关键的作用，研究I型干扰素诱导产生的调节机制意义重大。氯喹那多是一种小分子抗菌类药物，目前并无任何关于它在抗病毒天然免疫中发挥功能的报道。本研究在前期发现（氯喹那多能够有效地诱导THP-1细胞内I型干扰素和干扰素刺激基因的表达上调，从而抑制DNA病毒的感染和复制）的基础上，从细胞水平、小鼠个体水平阐释了氯喹那多通过激活天然免疫关键接头蛋白STING，发挥抗病毒和抗肿瘤效应的分子机制。.研究发现：氯喹那多能在多种细胞系和原代细胞中诱导产生I型干扰素，上调多个干扰素刺激基因的表达。氯喹那多能够激活胞内STING介导的I行干扰素通路激活，表现为关键信号分子STING、TBK1和IRF3的磷酸化，这种激活反应是依赖于STING分子的，敲除STING后氯喹那多将不再诱导产生I型干扰素。进一步研究表明，氯喹那多处理能激活BAK/BAX引起线粒体DNA（mtDNA）泄露到胞质，进而激活cGAS-STING信号通路，敲除BAK/BAX后氯喹那多将不再激活STING产生I型干扰素。.氯喹那多的这一作用机制具有双重的生理功效。一方面，氯喹那多表现出显著的抗病毒效应：在细胞水平和小鼠水平均能观察到其抑制DNA病毒和RNA病毒感染的作用。另一方面，氯喹那多具有明显的抗肿瘤效果，无论是直接加药还是辅助嵌合抗原受体T细胞免疫疗法，均能发挥出显著的促进免疫激活和抑制肿瘤生长的作用。.I型干扰素的激活和表达分泌离不开复杂的胞内信号通路的调节。研究还揭示了（1）一个丝裂原活化的蛋白激酶上游激酶MEKK3通过磷酸化调节IRF7激活I型干扰素的分子机制；（2）干扰素IFNβ的分泌受到内质网-高尔基体通路关键蛋白Rab1调节的作用机制。.综上，本项目阐明了氯喹那多通过激活天然免疫关键接头分子STING，诱导产生I型干扰素发挥抗病毒和抗肿瘤的分子机制，为相关疾病的治疗提供了新的药物靶标。