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中國科學家發現阿司匹林可作用於干擾素信號通路


  來源: 奇點網


  阿司匹林從誕生至今,已經走過了超過120個年頭。


  從最初的一款解熱鎮痛消炎藥,到發現能夠抗凝血、預防心血管疾病。隨後,又被證明對人們聞之色變的癌症具有預防功能。


  前不久,我們還報道了香港中文大學的科學家,在60萬中國人隊列中發現,服用阿司匹林與多種癌症發病率降低有關,尤其是肝癌、胃癌風險直接減半!


  而如今,中國科學家又為阿司匹林這個百年神葯,續寫了新的傳奇。

  最近,中國軍事醫學研究院的李濤博士和張學敏院士團隊,在人體細胞和小鼠模型中證實,阿司匹林通過其看家本領——乙醯化作用,能阻斷一條重要的免疫通路(cGAS-STING通路)對干擾素反應的激活,從而可能治療自身免疫疾病(如紅斑狼瘡、艾卡迪綜合征)。相關研究發表在頂級學術期刊《細胞》上[1]。


左:李濤博士  右:張學敏院士

左:李濤博士  右:張學敏院士


  與很多意外之喜的重要發現不同的是,李濤博士和張學敏院士團隊一開始的目標就非常明確,瞄準了cGAS-STING這條免疫領域的明星通路。因為它被發現與諸多疾病,尤其是自身免疫疾病密切相關。


  人體細胞時刻要防範病毒的入侵。很多時候,病毒是將自身的DNA注入到宿主的細胞質中,以達到感染的目的。因此,識別細胞質中的病毒DNA,是免疫病毒的關鍵環節[2]。


  2013年,著名華人科學家陳志堅教授發現, 對細胞質中DNA的識別和介導,正是由cGAS-STING通路完成的。識別之後,cGAS-STING通路會激活干擾素反應,引發先天免疫,從而抵禦病毒[3]。這個發現掀起了對cGAS-STING通路研究的熱潮。


陳志堅教授

陳志堅教授


  不過,cGAS-STING通路對細胞質DNA的識別,並不是非常特異。細胞自身來源的DNA,如果出現在細胞質中,也會引發免疫反應。


  例如,人類的基因組中整合著逆轉錄病毒的DNA,這些病毒也會產生細胞質DNA;此外,細胞損壞後同樣會產生細胞質DNA。這些自身來源的DNA也會通過cGAS-STING通路,激活干擾素反應[4]。也就是說,每個細胞都可能引發自身免疫反應,這麻煩就大了。

  其實不用擔心,要是真有這個問題,那人類怎麼可能活到現在呢。人體進化出了一套的機制來清除內源的細胞質DNA,以防止自身免疫疾病發生。


  但是,這套清除機制也可能出問題。科學家之前就發現。紅斑狼瘡、艾卡迪綜合征等患者體內, 清除細胞質DNA的降解酶基因發生了突變,使得細胞質中的DNA大量積累,從而使得cGAS-STING通路被長期激活,引發系統性的自身免疫反應[5]。


艾迪卡綜合征多發於兒童,會損傷神經

艾迪卡綜合征多發於兒童,會損傷神經


  先天性的基因突變我們很難去彌補。不過,這些疾病的最終發生,需要所有環節都暢通。就像一個串聯電路一樣,只要我們切斷了這條電路中間的一個節點,那整條電路就都斷電了。


而cGAS-STING通路正是這樣一個節點,並且自身還帶有開關。

而cGAS-STING通路正是這樣一個節點,並且自身還帶有開關。


  我們知道,蛋白質的功能還受到化學修飾的影響。例如大家熟悉的磷酸化(就是在蛋白質上加磷酸基團),以及乙醯化(給蛋白質加上乙醯基團)等。這些化學修飾就像給蛋白質按上了一個開關,能夠控制蛋白質的功能(活性、穩定性或定位等)。


  這次,李濤和張學敏團隊通過分析發現,cGAS-STING通路上的一個核心成員——cGAS蛋白,正好帶有乙醯化修飾。這個乙醯基團很可能就是cGAS-STING通路的一個開關。


  不過,這個開關到底發揮了怎樣的作用呢?研究人員進行了深入的探索。

  通過多個實驗,他們發現,增強cGAS蛋白的乙醯化,能抑制cGAS-STING通路,進而抑制免疫反應。也就是說,乙醯化確實就是控制cGAS-STING通路的開關。


乙醯化能控制cGAS蛋白的功能

乙醯化能控制cGAS蛋白的功能


  我們知道,阿司匹林(乙醯水楊酸)的拿手好戲,正是對蛋白進行乙醯化修飾!


  那阿司匹林能否達到我們想要的目標呢?答案是肯定的。


  研究人員先在體外證明,阿司匹林能將cGAS蛋白乙醯化,並抑制其活性。又在艾卡迪綜合征患者來源的外周血單核細胞中發現,阿司匹林能在細胞質中有大量DNA存在的情況下,抑制cGAS蛋白,抑制cGAS-STING通路。


  隨後,用阿司匹林處理患有自身免疫疾病的模型小鼠,發現阿司匹林能在動物體內乙醯化cGAS蛋白,抑制干擾素反應,從而治療小鼠的自身免疫疾病。


阿司匹林可以治療小鼠的自身免疫疾病

阿司匹林可以治療小鼠的自身免疫疾病


  這個研究從體外到體內,從人類細胞到動物模型,都非常清晰地證實,乙醯化是控制cGAS-STING通路的開關。而通過阿司匹林的乙醯化作用,可以阻斷cGAS-STING通路,抑制自身免疫疾病的發生。

  目前,我們對於這些自身免疫疾病,還沒有行之有效的治療方法。而阿司匹林是一種使用廣泛且廉價的藥品。因此,該研究既「頂天」(探索前沿未知領域)又「立地」(具有實際應用價值),意義非凡。


  當然,在歌頌阿司匹林的同時,我們也不要忘了其本身也存在著很多局限。


  2018年7月, 《柳葉刀》曾報道,低劑量的阿司匹林對心血管疾病的預防效果是要看體重的。 2018年8月,《柳葉刀》和《新英格蘭醫學雜誌》又分別報道,對於心血管疾病危險中等的中老年人以及糖尿病患者,用阿司匹林預防心血管疾病的發生,基本沒有益處。


  因此,不要指望有包治百病的靈丹妙藥,對於任何藥物都要實事求是,清楚其使用條件,並謹遵醫囑。


  最後,對於本研究的發現,阿司匹林是否真正能對自身免疫疾病的患者有效,效果多大,還得看臨床試驗的結果。讓我們期待,中國科學家繼續帶來驚喜!


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