cGAS-STING 自然免疫経路の構造とメカニズム

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Immunity.2020 Jul;53(1):43-53. S1074-7613(20)30221-1. doi: 10.1016/j.immuni.2020.05.013.

cGAS-STING 自然免疫経路の構造とメカニズム

Structures and Mechanisms in the cGAS-STING Innate Immunity Pathway.

Xuewu Zhang
Xiao-Chen Bai
Zhijian J Chen

PMID: 32668227 DOI: 10.1016/j.immuni.2020.05.013.

抄録

生命の設計図としての役割に加えて、DNAは微生物の病原体や損傷した細胞、悪性の細胞の存在を細胞に警告することができます。自然免疫応答の引き金となる DNA の主要なセンサーは、環状グアノシン一リン酸 (GMP)-アデノシン一リン酸 (AMP) (cGAMP) 合成酵素 (cGAS) であり、セカンドメッセンジャーである cGAMP を産生します。最近の研究では、微生物感染に対する宿主防御、抗腫瘍免疫、細胞老化、オートファジー、自己免疫疾患や炎症性疾患など、多くの生理的・病理学的プロセスにおけるcGAS-cGAMP-STING経路の役割が拡大していることが明らかになってきました。生化学的・構造的研究により、cGAS経路のシグナル伝達機構が原子レベルで解明されてきた。本総説では、これらの最近の研究によって明らかになった免疫・疾患におけるcGASとSTINGの役割について、構造的・機構的な知見を中心に解説する。

Besides its role as the blueprint of life, DNA can also alert the cell to the presence of microbial pathogens as well as damaged or malignant cells. A major sensor of DNA that triggers the innate immune response is cyclic guanosine monophosphate (GMP)-adenosine monophosphate (AMP) (cGAMP) synthase (cGAS), which produces the second messenger cGAMP. cGAMP activates stimulator of interferon genes (STING), which activates a signaling cascade leading to the production of type I interferons and other immune mediators. Recent research has demonstrated an expanding role of the cGAS-cGAMP-STING pathway in many physiological and pathological processes, including host defense against microbial infections, anti-tumor immunity, cellular senescence, autophagy, and autoimmune and inflammatory diseases. Biochemical and structural studies have elucidated the mechanism of signal transduction in the cGAS pathway at the atomic resolution. This review focuses on the structural and mechanistic insights into the roles of cGAS and STING in immunity and diseases revealed by these recent studies.