本发明属于生物医药技术领域，具体涉及一种环二核苷酸(cGAMP)在制备保健品中的应用。
背景技术：
人体的免疫系统能识别和排除“非己”抗原，发挥免疫保护作用，包括抗感染免疫和肿瘤免疫等。人机体免疫系统能防止并清除病原体入侵、中和毒性代谢产物或其他异物侵害。当免疫监视能力不足时，可导致肿瘤的发生和病毒的持续性感染。因此，人体天然免疫构成了机体抵抗病原体入侵的第一道防线，加强机体固有免疫能力是预防疾病的天然屏障，也是保健品的主要食用目的之一。
细胞质中存在的游离DNA一直被宿主的天然免疫系统当做潜在的危险信号，但免疫系统识别和清除这些危险信号的机制还不明确。近几年有研究发现，DNA感受器(DNA sensor)是宿主感受DNA和免疫防御的桥梁，目前已经有超过10种DNA感受器被发现，而干扰素刺激基因(stimulator of interferon genes，STING)，作为一种DNA感受通路下游关键的接头分子，在感受胞质DNA和免疫防御方面起着重要的信号传递作用，胞质中的DNA可通过DNA感受器激活STING，产生I型干扰素和其他细胞因子，进而启动机体的免疫反应。近些年，胞质中游离DNA如何激活STING，进而如何在体内启动免疫反应以产生抗病毒或抗菌作用的机制研究取得了显著进展。最近，在哺乳动物细胞中发现了一种新型的核酸转移酶cGAS(cyclic GMP-AMP synthase)，它能识别DNA并能产生一种内源性的环化二核苷酸cGAMP(cyclic GMP-AMP)，cGAMP是STING的激活剂。最新的一项关于HIV感染的研究有力地说明了STING如何通过cGAS来感受HIV感染机体的过程。在人单核细胞系THP-1中，HIV感染会活化胞质cGAS并通过它合成内源性cGAMP，激活接头蛋白STING，活化的STING通过招募TBK-1，磷酸化IRF-3，活化的IRF-3入核促进干扰素基因的转录，产生IFN-茁和CXCL10来控制病毒感染病情。此外，敲除小鼠(L929)或者人源的细胞系中(髓系来源的巨噬细胞，即MDM和树突状细胞)的cGAS将阻断机体免疫系统针对HIV、鼠白血病病毒或者猴免疫缺陷病毒诱导的干扰素应答，因此这些研究证明了在体外cGAS-STING通路是病毒感染的重要感受途径(Xin Li and Pingwei Li，et al.，Immunity，2013，39(6)，1019-1031；Xiaodong Li et al.，Science，2013，341，1390-)。
细菌和病毒的核酸会引发宿主免疫反应，宿主通过对病原体产生的核酸感应启动免疫反应。最近的研究表明环GMP-AMP合成酶(cGAS)是一种关键的细胞质DNA感测器。cGAS由双链DNA激活，催化合成一种非经典的环二核苷酸2’-3’-cGAMP(简写为cGAMP)，作为第二信使通过与内质网膜上的受体蛋白STING结合促进对干扰素β和其他细胞因子的感应。关于STING调节信号传导的模型表明受体的结合会引发STING的构象变化，导致信号复合物中蛋白激酶TBK1的召集和激活。转录因子IRF3也随之进入信号复合物并被TBK1磷酸化，磷酸化的IRF3形成低聚体并转运至细胞核中，启动干扰素β的表达。干扰素β能够调控超过两百种干扰素刺激基因的表达，它们能够下调蛋白质的合成、促进细胞生长停滞和诱导细胞凋亡，从而形成一种抗病毒的状态来控制病毒的传播。作为一种能够调节天然免疫反应的内源性第二信使，cGAMP具有抗病毒、抗肿瘤的潜在应用。最近对于cGAS缺陷小鼠的研究中确证了cGAS在抗病毒反应中的重要作用，cGAS在HIV感染的先天性免疫应答中是必不可少的。cGAMP很可能是通过对一系列特有的细胞因子和趋化因子的诱导来调控抗病毒和抗肿瘤反应的。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供cGAMP在保健食品和特殊膳食中的应用，以制备具有增强机体免疫预防能力的保健食品和特殊膳食。
具体实施方式
下面通过实施例，具体说明本发明的内容。在本发明中，以下所述的实施例是为了更好地阐述本发明， 并不是用来限制本发明的范围。
实施例1：cGAMP的制备
cGAMP(环化-GMP-AMP)按文献方法在结合dsDNA后的活化条件下，由环化cGMP-AMP二核苷酸合成酶(cGAS)催化合成。纯度在98％以上。(Pingwei Li，et al.，Immunity，2013，39(6)，1019-1031.)
实施例2：cGAMP的急性毒性研究
实验材料
ICR小鼠20只(购于上海斯莱克实验动物有限责任公司[实验动物质量合格证号：SCXK(沪)2007-0005])，雌雄各半，体重18～22g，动物以颗粒饲料喂养，自由摄食和饮水。cGAMP由实施例1制备，用生理盐水配制成浓度为200mg/mL的溶液。
实验方法
ICR小鼠按体重单次尾静脉注射5mg/kg的cGAMP，观察给药后小鼠14天内的毒性反应及死亡情况。结果发现，小鼠单次尾静脉注射后，小鼠活动正常。静脉注射cGAMP后14天内，小鼠未出现死亡，第15天，全部小鼠处死，解剖，检查各脏器，均未见明显病变。
实验结果
上述急性毒性实验结果表明，静脉注射cGAMP最大耐受量MTD不低于5g/Kg，说明cGAMP无明显急性毒性。
实施例3：cGAMP有免疫预防肿瘤的作用
实验材料
cGAMP由实施例1制备，用生理盐水配制成浓度为200mg/mL的溶液。ICR小鼠20只(购于上海斯莱 克实验动物有限责任公司[实验动物质量合格证号：SCXK(沪)2007-0005])，雄性，体重18～22g，动物以颗粒饲料喂养，自由摄食和饮水。肿瘤细胞株：人胃癌细胞株MNK-45，人肺腺癌细胞株A549，人结肠癌细胞株Lovo，人肝癌细胞株SMMC-7721，人前列腺癌细胞株PC-3，人胰腺癌细胞SW1990，均购自中国科学院细胞库。
实验方法
阴性对照，生理盐水溶液；阳性对照，5-氟尿嘧啶(5-FU)抗癌试剂(剂量5mg/kg)。cGAMP腹腔注射(剂量5mg/kg)7天，每天注射1次，每组动物数为8只。癌症细胞培养，传代，在细胞对数期收集细胞，做成浓度为1.0×106/ml细胞悬液。小鼠连续7天注射cGAMP后，右前肢腋下注射50微升癌细胞悬液。阴性对照组(腹腔注射生理盐水组)、阳性对照组(腹腔注射5-FU)、cGAMP组(腹腔注射cGAMP)，每天注射1次，连续注射14天，观察cGAMP抗肿瘤免疫防御作用。
实验结果：小鼠注射cGAMP后能有效免疫防御肿瘤的发展，和没有注射cGAMP的小鼠相比，肿瘤快出现的时间明显晚于对照组3-5天。而且，5-FU和cGAMP均可明显抑制肿瘤生长，注射cGAMP 14天后的瘤重均显著低于阴性对照组，表明cGAMP具有免疫预防抗肿瘤的作用。
实施例4：cGAMP有预防老年痴呆症的作用
实验材料
cGAMP由实施例1制备，用生理盐水配制成浓度为200mg/mL的溶液。ICR小鼠(购于上海斯莱克实验动物有限责任公司[实验动物质量合格证号：SCXK(沪)2007-0005])，体重20-25g，动物以颗粒饲料喂养，自由摄食和饮水。
实验方法
(1)、取20只健康雄性小鼠，体重20-25g，分为冰水游泳(CWS，cold water swimming)组(10只)和对照组(10只)。CWS组在冰水中游泳5分钟。CWS组在冰水游泳5分钟后过1小时处死5只，12小时后处死另外5只。对照组小鼠在冰水游泳5分钟后的12小时处死。小鼠处死后，取海马体，提取蛋白， 进行Western Blot检测磷酸化Tau蛋白含量。
(2)、5只健康雄性小鼠，体重20-25g，分为每天注射cGAMP(5mg/Kg)，即CWS+cGAMP组(5只)。对照组，即CWS组(5只)对照注射生理盐水，腹腔注射cGAMP 7天后，让CWS+cGAMP组和CWS组小鼠在冰水中游泳5分钟，游泳5分钟后过12小时处死所有小鼠取海马体，提取蛋白，进行Western blot检测海马体中磷酸化Tau蛋白含量。
实验结论：
(1)正常组小鼠海马体中磷酸化Tau蛋白含量显著低于冰水游泳组，证明冰水游泳能够引起小鼠大脑应急反应，使海马体内磷酸化Tau蛋白含量明显上调，Tau蛋白过度磷酸化聚集是老年痴呆症的重要病理特征。
(2)冰水游泳小鼠中，cGAMP注射组相比没有注射组，磷酸化Tau蛋白含量有明显降低，因此，认为cGAMP对冰水游泳应激引起的磷酸化Tau蛋白含量升高有明显降低效果。该结果表明，cGAMP有增强免疫防御功能，有预防老年痴呆发展的潜在功效。