目的:I型干扰素（type I interferons,IFNs）是由多种类型细胞（如树突状细胞、淋巴细胞、巨噬细胞、上皮细胞、基质细胞和肿瘤细胞等）分泌的细胞因子,它们可以上调数百种干扰素刺激基因（IFN-stimulated genes,ISGs）的表达。这些上调的ISGs不仅可以通过影响增殖、凋亡、血管形成等直接发挥抗肿瘤作用,而且还可以通过促进抗原呈递及激活CD8+T细胞来发挥抗肿瘤免疫作用。因此,通过药物激活I型干扰素信号可能非常适合用于免疫抑制状态的肿瘤的治疗,如胰腺癌。但由于人重组干扰素（如IFNα-2a、IFNα-2b）半衰期短且在绝大多数胰腺癌相关的临床试验中都产生了很大毒性,故其在临床中应用受限。近年来人们开始尝试通过靶向其上游信号来探索内源性IFNs在抗肿瘤中的作用。内源性IFNs的产生主要通过模式识别受体介导,在肿瘤细胞中环状GMP-AMP合成酶/干扰素基因刺激因子（cyclic GMP-AMP synthase/stimulator of IFN genes,c GAS/STING）途径是内源性IFNs产生的主要来源。鉴于STING-IFN信号通路的重要作用,目前已用多种STING激动剂在临床前模型中都显示出明显的抗肿瘤作用且已正在进行临床试验。但由于STING过度激活可以引发炎症风暴且会产生很大毒性,故目前急需可以用来监测STING-IFN信号的方法来帮助优化STING激动剂在临床中的使用。正电子发射断层显像（positron emission tomography,PET）可能是解决该问题的一种潜在方法。PET是一种非侵入性且高度敏感的成像技术,可以显示注入体内的正电子发射放射性核素标记的成像探针的分布和浓度。目前针对人体代谢、细胞增殖、肿瘤抗原等的特异性探针的研发已为我们在临床前或临床上进行诊断和治疗提供了许多有用信息。最近有文献报道,在免疫细胞和上皮细胞中IFNs在细胞代谢调节方面也发挥着重要作用。因此,我们猜想IFNs在胰腺癌细胞中是否会引起特异性代谢改变且可通过特异的PET探针来识别。为了系统地探究IFNs对胰腺癌细胞代谢的影响,我们使用人重组干扰素β（IFNβ）对人胰腺癌细胞SUIT2处理24h后行RNAseq分析。结果发现,除了经典的ISGs被上调外,IFNβ还引起了多个参与细胞代谢的基因转录的改变,如与半胱氨酸稳态相关的SCL7A11,与NAD/NADP代谢相关的PARP 9/10/14及OAS1/2/2/L,与色氨酸代谢相关的IDO1,以及多个与嘌呤和嘧啶代谢相关的TYMP/SAMHD1/CMPK2/NT5C3A。有文献报道,无论是外源性给予胸苷磷酸化酶（thymidine phosphorylase,TYMP）还是肿瘤内在的TYMP处于高水平都可以促进3′-fluoro-3′-deoxythymidine（FLT）在肿瘤内的集聚。因此我们提出假设:我们能否通过3′-[18F]fluoro-3′-deoxythymidine([18F]FLT)PET来监测STING-IFN信号。本研究将探究STING激活在体内外对胰腺癌增殖的影响;并评估在小鼠移植瘤模型中是否可以通过[18F]FLT PET来监测小分子STING激动剂诱导的IFN信号,从而为优化小分子STING激动剂在临床中的应用提供帮助。研究方法:在本研究中,我们首先通过RNAseq来分析IFNβ对胰腺癌细胞代谢相关基因转录的调控,根据分析结果并结合文献提出我们实验假设。然后在体外通过[18F]FLT摄取实验来验证IFNβ对[18F]FLT在胰腺癌细胞内集聚的影响,并通过sh RNA构建TYMP下调模型来验证TYMP在IFNβ对[18F]FLT在细胞内集聚影响中的作用。通过对33种胰腺癌细胞系小鼠移植瘤及138例胰腺癌患者肿瘤切片免疫组化染色分析,来验证TYMP在胰腺癌中表达是否具有普遍性。在21种胰腺癌细胞系中通过免疫印迹分析来验证TYMP的表达可被IFNβ上调是否具有普遍性。为了研究STING激活对IFN信号产生、胰腺癌增殖、TYMP表达及[18F]FLT在胰腺癌细胞中集聚的影响,根据文献报道我们通过点突变构建可被强力霉素（doxcycline,DOX）开关调控的STING激活模型SUIT2 Tet R-STINGR284M。通过Incu Cyte Zoom活细胞成像技术检测STING激活在体外3D培养条件下对胰腺癌细胞增殖的影响。通过构建胰腺癌小鼠皮下移植瘤模型,验证STING激活在体内对肿瘤生长的影响。通过免疫印迹分析探究STING激活在体内外对TYMP表达的影响,并通过LC-MS/MS分析来探究STING激活对细胞核苷代谢的影响。在胰腺癌小鼠皮下移植瘤模型和胰腺原位移植瘤模型中,通过PET/CT扫描来探究STING激活对[18F]FLT在肿瘤内集聚的影响。并在同一皮下移植瘤模型中行[18F]FDG PET/CT扫描来证明[18F]FLT探针用于监测STING-IFN信号是否具有特异性。为了验证能否将这些在基因调控诱导的STING激活模型中获得的结果推广到小分子STING激动剂上,我们选择了一种新型小分子STING激动剂di ABZI来进行下列实验。首先通过RT-PCR和免疫印迹分析来验证di ABZI在体外是否可以激活STING-IFN信号通路。通过构建干扰素刺激反应元件（ISRE）启动子荧光素酶报告,使我们可以利用生物发光显像系统在体内动态追踪di ABZI对IFN信号的影响。通过免疫印迹分析探究d ABZI在体内对STING-IFN通路相关蛋白表达的调控。在体外通过[18F]FLT摄取实验来验证di ABZI对[18F]FLT在胰腺癌细胞内集聚的影响,并通过CRISPR/Cas9技术敲除IFNα受体1（IFNAR1）来证明该作用是否依赖于IFN信号。最后在两种胰腺癌小鼠皮下移植瘤模型中,通过PET/CT扫描来探究di ABZI对[18F]FLT在肿瘤内集聚的影响。结果:1.IFNβ在胰腺癌细胞中可以引起许多与代谢相关基因转录的变化（如TYMP）。2.IFNβ可以促进[18F]FLT在胰腺癌细胞内的集聚,且该作用依赖于TYMP表达的上调。3.TYMP在人胰腺癌细胞系及人胰腺癌肿瘤中普遍存在,且在胰腺细胞系中IFNβ可以普遍上调TYMP的表达。4.STING在胰腺癌细胞系中普遍高表达。5.STING激活在体内外均可明显抑制胰腺癌增殖。6.STING激活在体内外均可上调TYMP的表达,且在体外实验中通过使用JAK抑制剂可以阻断STING激活诱导的TYMP表达上调。7.STING激活在胰腺癌小鼠皮下移植瘤模型及胰腺原位移植瘤模型中都可以促进[18F]FLT在肿瘤内的集聚,但对[18F]FDG在肿瘤内的集聚却没有影响。8.小分子STING激动剂di ABZI在体内外均可激活胰腺癌细胞的STING-IFN信号通路。9.di ABZI在体内外均可上调TYMP的表达,且在体外实验中证明了IFNAR1敲除或JAK抑制剂均可阻断di ABZI对TYMP表达的上调。10.在体内外实验中证明di ABZI可以促进[18F]FLT在胰腺癌细胞内的集聚,且在体外实验中证明了IFNAR1敲除可阻断该现象。结论:本研究结果证明了STING激活在体内外均可抑制胰腺癌细胞增殖;[18F]FLT PET可以作为非侵入性方法来监测小分子STING激动剂介导的IFN信号在胰腺癌小鼠移植瘤中引起的代谢改变。我们预计[18F]FLT PET有可能成为新的药效标记物来优化靶向IFN信号通路的药物（如小分子STING激动剂）在肿瘤治疗中的应用。