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主要作者与机构及发表信息
本研究的主要作者包括张洋（Yang Zhang）、李宗娟（Zongjuan Li）、洪伟峰（Weifeng Hong）等，他们分别隶属于复旦大学附属中山医院肿瘤中心放射肿瘤科和同济大学医学院上海肺科医院医学肿瘤科。该研究于2023年5月16日被接受，并在《International Journal of Radiation Oncology Biology Physics》期刊上发表。

学术背景
本研究属于放射生物学领域，旨在探讨胸部放疗（RT）引发的放射性肺损伤（RILI）的分子机制。尽管放疗是治疗胸部癌症的重要手段，但其应用受到RILI这一常见且致命并发症的限制。目前，RILI的具体分子机制尚不明确。已有研究表明，cGAS-STING信号通路在病原体DNA感应中起关键作用，但其在自身DNA感应中的作用及其与RILI的关系尚未被充分揭示。此外，NLRP3炎症小体介导的细胞焦亡（pyroptosis）也被认为与肺损伤密切相关。因此，本研究旨在阐明cGAS-STING-NLRP3信号轴在RILI中的作用机制，并探索潜在的治疗策略。

研究流程
本研究包括多个实验步骤，详细如下：

1. 动物模型实验

   • 研究对象：8至10周龄的C57BL/6J雄性小鼠、cGAS敲除（cgas−/−）、STING敲除（sting−/−）和NLRP3敲除（nlrp3−/−）转基因小鼠。
     
   • 实验设计：小鼠接受16 Gy全胸照射（RT），对照组未接受照射。
     
   • 处理与测试：通过定量实时PCR（qRT-PCR）、酶联免疫吸附测定（ELISA）、组织学分析、Western blot、免疫组化和微型CT检查评估RILI。
     
   • 特殊方法：使用链霉亲和素-琼脂糖下拉实验（pulldown assay）和染色质免疫沉淀实验（ChIP assay）验证IRF3与NLRP3启动子的结合。
     

2. 临床样本分析

   • 研究对象：5名接受新辅助放疗（neo-RT）的胸腺瘤患者和5名未接受neo-RT的对照组患者。
     
   • 样本处理：收集患者的正常肺组织，进行免疫组化染色分析STING、caspase-1和IL-1β的表达水平。
     

3. 细胞实验

   • 研究对象：从小鼠骨髓中分离的骨髓来源巨噬细胞（BMDMs）。
     
   • 处理与测试：BMDMs暴露于8 Gy辐射或合成dsDNA类似物poly(dA:dT)，检测cGAS-STING-NLRP3信号轴的激活情况。使用腺病毒上调NLRP3表达，验证其对STING敲除效应的影响。
     

4. 药物干预实验

   • 处理与测试：给予小鼠Pulmozyme（重组人DNase I）以降解胞外dsDNA，评估其对RILI的保护作用。
     

主要结果
1. cGAS-STING信号通路的激活
照射后，小鼠肺组织中cGAS和STING蛋白表达显著上调，下游IFN-β生成增加。cGAS或STING敲除显著减轻了急性肺损伤和纤维化，表明cGAS-STING信号通路在RILI中起关键作用。

1. NLRP3炎症小体的作用
   NLRP3敲除显著减轻了小鼠肺部炎症反应和纤维化。STING缺陷抑制了NLRP3、IL-1β、IL-18和cleaved-caspase-1的表达，表明NLRP3介导的细胞焦亡是RILI的重要机制。

2. IRF3调控NLRP3表达
   IRF3激动剂Kin1148显著促进NLRP3表达，染色质免疫沉淀实验证实IRF3直接结合NLRP3启动子区域（−714至−605），从而转录激活NLRP3。

3. Pulmozyme的保护作用
   Pulmozyme显著降低了支气管肺泡灌洗液（BALF）中的dsDNA含量，抑制了cGAS-STING-NLRP3信号轴的激活，减轻了RILI。生存率分析显示Pulmozyme显著提高了小鼠的存活率。

结论与意义
本研究首次揭示了STING依赖的自身DNA感应驱动细胞焦亡在RILI发病机制中的关键作用。通过去除上游刺激因子dsDNA、靶向cGAS-STING或抑制下游NLRP3，可能为预防RILI提供新的治疗策略。此外，Pulmozyme作为一种已批准用于治疗囊性纤维化的药物，显示出降解胞外dsDNA并缓解RILI的潜力，值得进一步开展临床试验验证其保护作用。

研究亮点
1. 首次系统性地阐明了cGAS-STING-NLRP3信号轴在RILI中的作用机制。
2. 发现IRF3作为转录因子直接调控NLRP3表达，揭示了两者之间的精确调控机制。
3. 提出了一种新的治疗策略，即通过降解胞外dsDNA抑制cGAS-STING-NLRP3信号轴，从而减轻RILI。
4. 使用Pulmozyme这一现有药物，为RILI的治疗提供了潜在的转化医学价值。

其他有价值内容
本研究还强调了dsDNA在RILI中的重要作用，并指出未来研究方向包括单细胞测序分析信号通路激活的特定细胞类型，以及开发针对cGAS-STING或其上游分子的新型调节靶点。这些研究将为进一步阐明RILI的分子机制提供重要线索。