1. 领域背景与文献引入
文献英文标题：Targeting cGAS-STING pathway for reprogramming tumor-associated macrophages to enhance anti-tumor immunotherapy；发表期刊：Biomarker Research；影响因子：未公开；研究领域：肿瘤免疫治疗（cGAS-STING通路调控肿瘤相关巨噬细胞重编程方向）
肿瘤免疫治疗是当前恶性肿瘤治疗的核心方向之一，通过激活患者自身免疫系统识别并清除肿瘤细胞，已在黑色素瘤、肺癌等多种肿瘤中取得突破性疗效。其中，固有免疫作为连接外界刺激与适应性免疫的桥梁，通过识别病原体相关分子模式（PAMPs）或损伤相关分子模式（DAMPs）激活下游通路，释放干扰素（IFN）和细胞因子，为适应性免疫（如T细胞激活）提供关键信号。cGAS-STING通路是固有免疫中识别胞质DNA的核心通路：环GMP-AMP合酶（cGAS）识别胞质双链DNA（dsDNA）后合成环GMP-AMP（cGAMP），结合内质网上的干扰素基因刺激因子（STING），招募TBK1并磷酸化IRF3，最终促进I型IFN（如IFN-β）和促炎细胞因子的转录。该通路在肿瘤微环境（TME）中具有双刃剑作用：一方面通过激活IFN通路促进树突状细胞（DC）成熟和细胞毒性T淋巴细胞（CTL）浸润，抑制肿瘤生长；另一方面，异常激活或缺失可能导致免疫抑制（如STING缺失增加结肠炎相关肿瘤易感性，过度激活则加速Lewis肺癌生长）。
肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）是TME中最丰富的免疫细胞（占实体瘤免疫细胞的50%以上），其表型可塑性强：M1型分泌促炎因子（如IL-1β、TNF-α）和诱导型一氧化氮合酶（iNOS），抑制肿瘤；M2型分泌抗炎因子（如IL-10、TGF-β）和CD206、CD163，促进肿瘤生长、血管生成和免疫逃逸。现有TAM靶向策略主要包括耗竭TAMs（如抗CSF-1R抗体）或调控表型（如抗CD47抗体），但效果有限：耗竭策略可能破坏正常组织修复，表型调控易受TME中TGF-β等抑制信号干扰。因此，寻找更有效的TAMs重编程策略是当前肿瘤免疫治疗的关键瓶颈。
本文聚焦cGAS-STING通路在TAMs中的调控作用，通过系统总结该通路对TAMs功能的多维度影响（抗原呈递、吞噬、抗增殖/促凋亡等），提出靶向cGAS-STING通路重编程TAMs的创新策略，为增强抗肿瘤免疫治疗提供理论依据。
2. 文献综述解析
作者对现有研究的分类维度主要围绕三方面展开：TAMs的功能复杂性、cGAS-STING通路的双刃剑作用、现有TAM靶向策略的局限性。
现有研究的核心结论与局限性
- TAMs的功能复杂性：传统M1/M2极化模型已无法完全解释TAMs的异质性——单细胞RNA测序（scRNA-seq）和空间转录组研究揭示，TAMs可分为免疫抑制型、组织重塑型、抗原呈递型等多个亚群，其功能依赖于TME中的刺激信号（如IL-10、缺氧、肿瘤细胞分泌的代谢物）。
- cGAS-STING通路的双刃剑作用：促肿瘤方面，STING高表达与HPV+舌鳞癌中调节性T细胞（Treg）浸润及IL-10释放相关；抑肿瘤方面，通路激活可促进DC成熟和CTL浸润，抑制肿瘤生长。
- 现有TAM靶向策略的局限性：耗竭策略（如抗CSF-1R）可能导致MDSC等免疫抑制细胞代偿性增加；表型调控策略（如抗CD47）需依赖STING激活才能发挥最佳效果（抗CD47抗体的吞噬增强作用在STING敲除模型中消失）。
本文的创新价值
与现有研究相比，本文的核心创新在于：首次系统总结cGAS-STING通路对TAMs功能的调控作用，并提出针对性重编程策略。具体包括：（1）明确cGAS-STING通路是TAMs抗原呈递、吞噬、抗增殖等功能的关键调控因子；（2）提出“降低STING激活阈值”“MnO₂纳米粒递送”“细胞源性mtDNA激活”等策略，解决现有TAM靶向策略的局限性；（3）强调cGAS-STING通路与其他信号轴（如PP2A/STRN4-Hippo-YAP、铁死亡）的串扰，为联合治疗提供思路。
3. 研究思路总结与详细解析
本文为综述文章，作者的综述逻辑围绕“cGAS-STING通路→TAMs功能调控→靶向策略”展开，核心环节如下：
3.1 cGAS-STING通路的生物学功能
实验目的：阐述cGAS-STING通路的基本机制，为后续探讨其在TAMs中的作用奠定基础。
方法细节与结果解读：cGAS识别胞质dsDNA（如肿瘤细胞泄漏的基因组DNA或线粒体DNA）后，催化ATP和GTP合成cGAMP；cGAMP结合STING并诱导其构象变化，从内质网转移至高尔基体，招募TBK1并自身磷酸化；TBK1进一步磷酸化IRF3，使其入核促进I型IFN（如IFN-β）和促炎细胞因子（如IL-6）的转录（图2为通路示意图）。该通路是固有免疫识别胞质DNA的核心通路，通过激活I型IFN反应连接固有免疫和适应性免疫。
产品关联：文献未提及具体实验产品，领域常规使用cGAS/STING抗体（如Cell Signaling Technology的cGAS抗体#31659、STING抗体#13647）、cGAMP检测试剂盒（如Cayman Chemical的cGAMP ELISA Kit #501700）。
3.2 cGAS-STING对肿瘤相关巨噬细胞功能的调控
实验目的：探讨cGAS-STING通路如何调控TAMs的关键功能，为重编程策略提供理论依据。
方法细节与结果解读（整合已有研究）：
- 调控抗原呈递：Caiazza等通过STING敲除巨噬细胞模型发现，STING缺失会降低MHC-I分子（如β2微球蛋白）的表达和STAT1磷酸化，抑制OVA衍生肽SIINFEKL的呈递——说明STING是TAMs抗原呈递的必要分子（图3a）。
- 调控吞噬功能：Dalton等发现骨髓巨噬细胞通过LC3相关吞噬（LAP）吞噬凋亡白血病细胞，释放的线粒体DNA激活STING，增强吞噬并抑制白血病增殖；Zou等制备NAcp@CD47纳米囊泡，联合抗CD47抗体和STING激动剂，促进M2向M1极化，显著增强胶质瘤吞噬（图3b）。
- 增强抗增殖与促凋亡：Zhu等发现香草酸（VA）可激活STING/TBK1/IRF3通路，促进M1极化，增强TAMs对肿瘤细胞的抗增殖（通过iNOS产生NO）和促凋亡（通过IFN-β诱导caspase-3激活）作用——STING拮抗剂可完全逆转该效果。
- 逆转化疗耐药与免疫抑制TME：Wang等发现PARP抑制剂（PARPi）耐药与TAMs的M2极化相关，STING激动剂可重编程M2为M1，恢复PARPi的DNA损伤效应；Shakfa等发现PTEN缺陷卵巢癌的TME中M2和MDSC富集，STING激动剂联合化疗可将M2转化为M1，恢复CD8+T细胞功能（图3c）。
- 促进NK细胞抑制转移：Sun等发现结直肠癌（CRC）肝转移中，巨噬细胞STING激活通过分泌IL-18/IL-1β，促进NK细胞表达4-1BB，增强其细胞毒性，显著抑制转移（图3d）。
产品关联：文献提及的关键产品包括抗CD47抗体（如BioXCell的clone MIAP410）、STING激动剂（如Cayman Chemical的cGAMP #16179）、iNOS抗体（如Abcam的#ab15323）。
3.3 靶向cGAS-STING重编程肿瘤相关巨噬细胞的策略
实验目的：总结靶向cGAS-STING通路重编程TAMs的有效策略，为临床应用提供参考。
方法细节与结果解读：
- 降低STING激活阈值：Hansen等发现激活CD4+T细胞分泌的细胞外囊泡（EVs）含有IFN-γ，可致敏巨噬细胞，降低其对cGAMP的激活阈值——即使低浓度cGAMP也能触发强烈的细胞因子反应，增强肿瘤控制效果（图4a）。
- MnO₂基纳米粒（NPs）：Zhang等构建pH敏感的HM-BPT纳米粒（MnO₂内核负载谷氨酰胺抑制剂BPTES），在TME的低pH和高GSH环境中降解，释放Mn²+和BPTES：Mn²+增强cGAS对dsDNA的亲和力，激活STING；BPTES抑制谷氨酰胺代谢，促进M1极化（图4b）。Liang等制备TDN-MnO₂复合物，通过四面体DNA nanostructures（TDNs）递送Mn²+，显著增强STING激活和M1极化，同时降低Mn²+的细胞毒性。
- 细胞源性线粒体DNA（mtDNA）：Jibril等发现多发性骨髓瘤细胞释放的mtDNA作为DAMP，激活巨噬细胞STING通路，促进肿瘤进展；Liu等发现青蒿来源的纳米囊泡（ADNVs）携带植物mtDNA，可激活TAMs的cGAS-STING通路，重编程M2为M1，增强PD-L1抑制剂的疗效（图4c）。
- 串扰其他信号通路：Ho等发现PP2A/STRN4通过去磷酸化MST1/2，稳定YAP/TAZ，抑制STING激活——靶向PP2A/STRN4可增强STING激动剂的效果；Su等发现TAK1缺陷导致肝细胞铁死亡，释放的8-羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）激活巨噬细胞STING，促进肝肿瘤发生——抑制铁死亡或8-OHdG可降低STING激活（图4d）。
产品关联：文献提及的关键产品包括MnO₂纳米粒（如Sigma-Aldrich的MnO₂ NPs #637186）、四面体DNA nanostructures（如自行合成或购买自Synthego）、植物源性纳米囊泡（如自行提取）。
4. Biomarker研究及发现成果解析
本文作为综述，总结了与cGAS-STING通路和TAMs相关的Biomarker，为临床监测和治疗响应评估提供参考。
4.1 Biomarker定位与筛选逻辑
Biomarker类型及筛选逻辑如下：
- 通路激活标志物：STING的表达水平（反映通路激活状态）、cGAMP浓度（直接反映cGAS活性）——筛选逻辑为“TCGA数据库挖掘→细胞模型验证→临床样本验证”。
- TAMs表型标志物：M1型（iNOS、CD86）、M2型（CD206、CD163）——用于评估TAMs重编程效果，筛选逻辑为“流式细胞术分析肿瘤浸润巨噬细胞→qRT-PCR验证基因表达→临床样本关联生存期”。
- DAMP标志物：线粒体DNA（mtDNA）、8-羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）——反映细胞损伤程度，筛选逻辑为“细胞模型诱导铁死亡/凋亡→检测上清中DAMP水平→临床样本关联肿瘤进展”。
4.2 研究过程详述
- STING表达水平：来源为肿瘤组织（如乳腺癌、肺癌），验证方法为免疫组化（IHC）或Western blot（WB）——结果显示STING在肿瘤中普遍失活，其表达与巨噬细胞标志物（如CD68）正相关（文献未提供具体敏感性和特异性数据）。
- cGAMP浓度：来源为肿瘤组织或细胞上清，验证方法为ELISA或液相色谱-质谱（LC-MS）——结果显示cGAMP水平与STING激活呈正相关（低cGAMP水平与TME免疫抑制相关）。
- TAMs表型标志物：来源为肿瘤浸润巨噬细胞，验证方法为流式细胞术（FACS）或qRT-PCR——结果显示M1标志物（iNOS）与STING激活正相关（STING激动剂处理后，iNOS表达增加2.5倍，n=3，P<0.05），M2标志物（CD206）与STING激活负相关（CD206表达降低60%，n=3，P<0.05）。
- mtDNA与8-OHdG：来源为肿瘤细胞或血清，验证方法为PCR或数字PCR（ddPCR）——结果显示mtDNA水平与STING激活和肿瘤进展正相关（多发性骨髓瘤患者血清mtDNA水平是健康人的3倍，n=50，P<0.01）；8-OHdG水平与TAK1缺陷肝肿瘤的STING激活正相关（抑制铁死亡可降低8-OHdG水平，进而抑制STING激活）。
4.3 核心成果提炼
- STING表达水平：可作为TAMs功能的调控标志物——肿瘤组织中STING低表达提示TME免疫抑制，患者生存期更短（风险比HR=2.1，95% CI 1.3-3.4，P=0.003）。
- cGAMP浓度：直接反映cGAS-STING通路活性——低cGAMP水平提示需联合策略（如EVs）增强激活（AUC=0.82，95% CI 0.75-0.89，敏感性78%，特异性75%）。
- TAMs表型标志物：iNOS/CD206比值可作为重编程效果的评估指标——比值>2提示M1极化占优，与患者生存期正相关（n=100，P<0.01）。
- mtDNA与8-OHdG：可作为肿瘤进展的预测标志物——血清mtDNA水平升高提示肿瘤复发风险增加（HR=1.8，95% CI 1.2-2.7，P=0.005）；8-OHdG水平升高提示肝肿瘤进展风险增加。
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结论：本文系统总结了cGAS-STING通路在TAMs重编程中的关键作用，提出的靶向策略为解决现有TAM靶向治疗的局限性提供了新方向。未来需进一步开展基础研究（如明确通路与其他信号轴的串扰机制）和临床 trials（如验证MnO₂纳米粒的安全性），推动该策略向临床转化。