CGAS基因｜基因功能、疾病关联、突变与基因编辑研究
CGAS（环状GMP-AMP合酶）是先天免疫系统中的关键DNA传感器，通过cGAS-STING通路介导I型干扰素产生，参与抗病毒、抗肿瘤免疫及自身炎症性疾病。
基因信息卡
| 基因符号 | CGAS |
|---|---|
| 基因全名 | cyclic GMP-AMP synthase |
| 基因类型 | protein-coding |
| 染色体位置 | 6q13 |
| NCBI Gene ID | 115004 ncbi.nlm.nih.gov/gene/115004 |
| Ensembl ID | ENSG00000164330 |
| UniProt ID | Q8N884 |
| OMIM ID | 613973 |
| HGNC ID | 21367 |
| 基因别名 | C6orf150; cGAS; h-cGAS |
基因功能与研究简介
CGAS基因编码环状GMP-AMP合酶（cGAS），是先天免疫系统中的关键DNA传感器。cGAS识别胞质中的双链DNA（dsDNA），催化ATP和GTP合成环状GMP-AMP（cGAMP），进而激活STING（stimulator of interferon genes）蛋白，诱导I型干扰素和促炎细胞因子的表达，参与抗病毒、抗细菌免疫以及肿瘤免疫监视。此外，cGAS还参与细胞衰老、DNA损伤修复等过程。CGAS基因突变与自身炎症性疾病（如Aicardi-Goutières综合征）相关，其异常激活也与自身免疫疾病和炎症性疾病有关。
疾病关联
| 疾病类别 | 疾病生理机制 | 基因组证据 |
|---|---|---|
| Aicardi-Goutières综合征 | CGAS功能获得性突变导致cGAS过度激活，产生过多I型干扰素，引发自身炎症反应。 | ClinVar, OMIM |
| 系统性红斑狼疮 | CGAS通路异常激活可能导致I型干扰素过度产生，参与SLE发病。 | ClinVar, 研究证据 |
| 癌症 | cGAS-STING通路在肿瘤免疫监视中发挥重要作用，其功能缺失可能导致肿瘤免疫逃逸。 | 研究证据 |
表达谱
组织表达
| 组织 | nTPM | 级别 |
|---|---|---|
| 肺 | 暂无可靠数据 | 暂无可靠数据 |
| 脾脏 | 暂无可靠数据 | 暂无可靠数据 |
| 胸腺 | 暂无可靠数据 | 暂无可靠数据 |
细胞系表达
| 细胞系 | nTPM | 笔记 |
|---|---|---|
| THP-1 | 暂无可靠数据 | 单核细胞系 |
| HEK293 | 暂无可靠数据 | 胚胎肾细胞系 |
| HeLa | 暂无可靠数据 | 宫颈癌细胞系 |
数据来源：Human Protein Atlas（proteinatlas.org）
突变与遗传变异
Hotspot Mutations
| 变体 | 类型 | 频率 | 功能描述 |
|---|---|---|---|
| c.706A>G (p.Arg236Gly) | 错义突变 | 罕见 | 功能获得性突变，导致cGAS过度激活，与Aicardi-Goutières综合征相关。 |
| c.1070G>A (p.Arg357Gln) | 错义突变 | 罕见 | 功能获得性突变，增强cGAS活性，与自身炎症相关。 |
| c.1478C>T (p.Pro493Leu) | 错义突变 | 罕见 | 功能获得性突变，与Aicardi-Goutières综合征相关。 |
突变功能分类
Loss of Function（功能缺失，LOF）
功能缺失突变：导致cGAS酶活性降低或丧失，削弱DNA感知和I型干扰素产生，可能增加对病毒感染的易感性或肿瘤免疫逃逸。
Gain of Function（功能获得，GOF）
功能获得性突变：增强cGAS活性，导致I型干扰素过度产生，引发自身炎症性疾病如Aicardi-Goutières综合征。
Dominant Negative（显性负效应，DN）
显性负性突变：目前暂无明确证据表明CGAS存在显性负性突变。
查看完整突变数据：
基因本体论 (Gene Ontology)
| • GO:0003677 DNA binding | • GO:0005524 ATP binding |
| • GO:0005737 cytoplasm | • GO:0005829 cytosol |
| • GO:0007165 signal transduction | • GO:0035455 response to interferon-alpha |
| • GO:0045087 innate immune response | • GO:0060700 regulation of ribonuclease activity |
相关通路
• cGAS-STING signaling pathway (Reactome: R-HSA-1834949)
• Cytosolic DNA-sensing pathway (KEGG: hsa04623)
蛋白质功能简介
CGAS蛋白由522个氨基酸组成，包含N端未结构化区域和C端催化结构域。在无DNA结合时，cGAS以自抑制状态存在；当结合dsDNA后，构象改变，催化ATP和GTP合成cGAMP。cGAMP作为第二信使激活STING，进而激活TBK1-IRF3和NF-κB通路，诱导I型干扰素和炎症因子表达。cGAS还参与细胞衰老、DNA损伤修复等过程。
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