Discovery of a non?nucleotide STING agonist with antitumor activity 非核苷酸STING激动剂09?B11的发现及其抗肿瘤活性研究

《Results in Chemistry》：Discovery of a non-nucleotide STING agonist with antitumor activity

　　

激活STING（stimulator of interferon genes，干扰素基因刺激蛋白）通路已被证实是一种极具潜力的肿瘤免疫治疗策略。鉴于当前肿瘤治疗仍面临诸多挑战，开发兼具高效能与多功能性的STING激动剂具有重要意义。研究人员通过表型高通量筛选（high?throughput screening，HTS）从化合物库中鉴定出17种可激活STING?IRF3（interferon regulatory factor 3，干扰素调节因子3）通路并诱导干扰素?β（IFN?β）表达的候选分子。进一步表征显示，化合物09?B11可与STING蛋白结合并具有可测亲和力。结构分析表明，每个STING二聚体可结合两分子09?B11，并使STING处于“开放”构象。功能实验证明，09?B11可在浓度依赖方式下上调下游细胞因子IFN?β及CXCL10的mRNA表达，并激活STING信号通路。在MC38小鼠同源肿瘤模型中，该化合物显著抑制肿瘤生长。综上，09?B11作为一种非核苷酸STING激动剂，表现出中等强度的抗肿瘤活性，可作为后续研发的候选分子。

本研究由南京中医药大学第二附属医院的研究团队完成，发表于《Results in Chemistry》。在肿瘤免疫治疗领域，cGAS?STING信号轴的激活被认为是增强机体抗肿瘤免疫的重要机制，但其临床转化仍受限于现有激动剂的稳定性、特异性及给药方式等问题。为此，研究人员针对非核苷酸类STING激动剂展开筛选与功能验证，旨在发现新型候选分子并阐明其作用机制。

在技术方法上，研究人员采用表型高通量筛选平台，以人源STING报告细胞系为基础筛选化合物库；通过等温滴定量热法（ITC）、生物膜干涉技术（BLI）及饱和转移差核磁共振（STD?NMR）测定化合物与STING的结合特性；解析STING?CTD（C?端结构域）与09?B11的共晶结构；利用细胞热位移分析（CETSA）验证细胞内靶点结合；并通过实时荧光定量PCR（RT?qPCR）和免疫印迹（Western blot，WB）检测下游信号活化；最后在MC38同源小鼠模型中进行体内药效与安全性评价。

研究结果如下：

3.1 激活STING通路的化合物发现

通过表型高通量筛选，研究人员从化合物库中筛选出17个能够在浓度依赖方式下同时激活SEAP（分泌型碱性磷酸酶）和Lucia荧光素酶双报告系统的化合物，表明其可启动STING?IRF3信号并促进IFN?β表达。其中09?B11因活性显著被选为重点研究对象。

3.2 09?B11与STING的结合特性

ITC与BLI结果显示，09?B11与STING的Kd值分别为4.4 μM与3.34 ± 0.21 μM，属于中等亲和力结合。STD?NMR实验进一步验证了两者的直接相互作用。

3.3 09?B11结合STING的结构基础

共晶结构解析至2.27 ?分辨率，显示每个STING二聚体结合两个09?B11分子，通过π?π堆积与Tyr¹⁶³、Tyr¹⁶⁷形成稳定接触，并通过酚羟基与Glu²⁶⁰、Gly¹⁶⁶形成氢键网络，结合位点位于蛋白二聚体中央深口袋中。

3.4 09?B11激活STING下游信号通路

CETSA实验表明09?B11可提高STING的热稳定性，证实其在细胞内可直接结合STING。RT?qPCR结果显示，09?B11可浓度依赖地上调IFN?β与CXCL10的mRNA水平。WB分析显示，09?B11可在处理后1小时达到STING、TBK1及IRF3磷酸化的峰值，并在10?30 μM范围内呈剂量依赖性激活。

3.5 化合物的体内抗肿瘤活性

在MC38同源肿瘤模型中，腹腔注射09?B11显著抑制肿瘤生长，且未引起体重或主要器官重量的明显变化，组织学分析未见显著毒性。

讨论与结论部分指出，尽管已有多种STING激动剂进入临床研究，但尚未有药物获批，主要由于稳定性、物种特异性和给药途径限制等原因。09?B11作为一种非核苷酸小分子激动剂，能够在体外与STING中等亲和力结合，诱导“开放”构象，并激活STING?TBK1?IRF3信号轴，促进I型干扰素及趋化因子的表达，在体内表现出显著的抗肿瘤作用且耐受性良好。该研究为非核苷酸STING激动剂的开发与优化提供了新的候选分子，也为肿瘤免疫治疗策略的拓展提供了实验依据。