STING蛋白调节树突状细胞介导的肿瘤免疫研究

STING in dendritic cell (DC) could sense cytosolic nucleotides to induce type I interferon pathway, which increased CD8+ T cell priming, and induced antitumor response. Meanwhile other studies found that STING stimulation could increase IDO expression, which inhibited T cell response. Therefore, the immunomodulatory function of STING in DC is still not clear. In our preliminary experiments, we found that STING stimulation did not increase IDO level, but significantly increased the levels of IL-10, CCL22, A20, SOCS3, PD-L1 and other immunosuppressive cytokines, and inhibited DC maturation. To determine how STING regulates DC-mediated immune tolerance and tumor immunity, we developed a STING knockout DC cell line and DC-specific STING knockout mouse model. Based on these findings, this project will further investigate the role of STING in DC-mediated immune function. We plan to 1. Determine how STING regulates DC maturation and the expression of immune tolerance molecules; 2. Define STING-induced T cell differentiation and function; 3. Investigate the antitumor effect of DC regulated by STING. The outcome of this project will unambiguously define the exact function and mechanism of STING in DC-mediated immune tolerance and antitumor immunity, and may provide preclinical evidence for developing new therapeutic means to improve antitumor efficacy of cancer vaccine.

树突状细胞(DC)中STING的活化可诱导I型干扰素通路以及炎症反应，进而激活抗肿瘤免疫效应。然而DC中STING活化也可促进IDO的表达而维持免疫耐受。因此，STING在DC中的免疫调节功能尚不明确。我们的前期实验发现，STING在DC中活化并不能促进IDO的表达，但是却可增加IL-10、CCL22、A20、SOCS3以及PD-L1等免疫抑制性因子的表达，并且抑制DC的成熟。为了明确STING如何调节DC介导的免疫耐受以及抗肿瘤免疫效应，我们建立了DC特异性敲除STING的小鼠模型；本项目将在此基础上进一步研究STING如何调节DC的成熟和免疫耐受分子的表达，明确DC中STING调控的T细胞分化及功能，探究STING如何影响肿瘤疫苗的抗肿瘤效应。本项目将综合评价DC中STING对免疫耐受和抗肿瘤免疫的影响，以阐明其在肿瘤免疫中的功能及分子机制，为肿瘤免疫治疗提供新的研究思路及治疗靶点。

STING作为天然免疫信号分子，可以识别cGAS识别胞内或者外源的DNA生成的cGAMP，产生I型干扰素依赖的免疫或者炎症反应。但是，除传统免疫激活作用外，STING是否可以产生一定的免疫耐受作用，仍需要进一步的研究。有研究报告显示：STING可以通过c-Jun/Ccl22途径，促进HPV+ 舌鳞状细胞癌患者中Tregs的浸润；并且，另有报告显示：STING在B细胞中可以诱导调节性B细胞（Bregs）的产生，抑制NK细胞的抗肿瘤作用。因此，STING除可以产生免疫激活作用以外，还可以在一定程度上产生免疫抑制作用。因此，为了进一步研究STING在免疫抑制方面的功能，我们利用Cre-Flox系统构建了特异性在T细胞、树突状细胞以及巨噬细胞中敲除STING基因的小鼠，通过研究我们发现只有CD4+T细胞中的STING可以产生一定的免疫抑制作用。STING在CD4+ T细胞中可以促进Tregs的产生，从而促进宫颈癌细胞TC-1的生长。通过进一步的研究，我们发现：（1）STING在T细胞中的特异性表达可以促进肿瘤的生长，当STING在T细胞中被特异性敲除后，肿瘤生长减慢；（2）STING 在T细胞中的活化可以促进Tregs的体外诱导作用；（3）STING可通过IRF3促进Tregs的诱导，但是此诱导作用并不通过I型干扰素信号通路；（4） STING可通过磷酸化Smad3以及STAT5 促进FoxP3的转录作用；（5）宫颈癌细胞外泌体中含有的cGAMP以及TGFbeta可以通过STING-IRF3信号通路促进Tregs的诱导作用。总的来说，宫颈癌细胞可以分泌外泌体，而外泌体中的TGFbeta、cGAMP可以通过STING-IRF3信号通路磷酸化STAT5、Smad3，促进Tregs的诱导作用。综上所述：本项目的发现，揭示了STING除了发挥传统免疫激活的作用以外，还可以发挥一定的免疫抑制作用。另外，揭示了在宫颈癌的治疗中STING可以作为治疗靶点，而特异性的拮抗CD4+ T 细胞中的STING信号通路，可以达到治疗宫颈癌的目的。