GSDME

03月11日的《热心肠日报》，我们解读了 15 篇文献，关注：幽门螺杆菌感染，大肠癌，肿瘤菌群，乳腺癌，黑色素瘤，免疫治疗，临床试验，药物研发，遗传因素，民为生物，BIOHM Health，Novus，BRI，默沙东，仙乐健康，帝斯曼-芬美意。 该篇日报由R·AI辅助创作生成，人工审核校对。 及时治疗幽门螺杆菌感染或可预防结肠癌 Journal of Clinical Oncology——[45.3] ① 纳入812736名接受幽门螺杆菌检测的美国退伍军人，进行大型回顾性队列研究，评估幽门螺杆菌感染和治疗对结直肠癌（CRC）发病率和死亡率的影响；② 其中205178人（25.2%）呈阳性；③ 与幽门螺杆菌阴性相比，幽门螺杆菌阳性与更高的CRC发病率和死亡率相关，且分别高出18%和12%；④ 随访15年，与接受治疗的与幽门螺杆菌感染者相比，未经治疗者与更高的CRC发病率和死亡率相关，且分别高出23%和40%；⑤ 非血清学检测个体的分析中，结果更加显著；⑥ 本研究表明及时治疗幽门螺杆菌感染在预防CRC方面的重要性。 【原文信息】 Impact of Helicobacter pylori Infection and Treatment on Colorectal Cancer in a Large, Nationwide Cohort 2024-03-01 , doi: 10.1200/JCO.23.00703 国内团队：产肠毒素的脆弱拟杆菌促进乳腺癌的干性和化疗耐药 Protein & Cell——[21.1] ① 复旦大学的柳素玲、马伟、张璐，哈尔滨医科大学附属肿瘤医院刘通、中国科学院大学附属肿瘤医院苏丹、中南大学湘雅医院肖志与团队发表文章，发现产肠毒素的脆弱拟杆菌（ETBF）通过其分泌的毒性蛋白BFT-1促进乳腺癌细胞的干细胞特性和化疗抗性，为乳腺癌治疗提供了新的靶点；② 在对紫杉醇类新辅助化疗不响应的乳腺癌患者的肿瘤中，ETBF高度富集；③ 尽管ETBF的含量较低，但其分泌有毒蛋白BFT-1，促进乳腺癌细胞的干细胞特性和化疗抗性；④ BFT-1通过直接结合NOD1并稳定NOD1蛋白，NOD1在ALDH+乳腺癌干细胞（BCSCs）上高表达，并与GAK协同磷酸化NUMB并促进其降解，从而激活NOTCH1-HEY1信号通路，增加BCSCs；⑤ 抑制NOD1和清除ETBF能通过损伤BCSCs增加乳腺癌的化疗敏感性。 【原文信息】 Microbiota enterotoxigenic Bacteroides fragilis-secreted BFT-1 promotes breast cancer cell stemness and chemoresistance through its functional receptor NOD1 2024-03-04 , doi: 10.1093/procel/pwae005 Nature子刊：菌群和代谢组与黑色素瘤患者治疗预后的关联 Nature Communications——[16.6] ① MIND-DC是一项3期临床试验，将148名IIIB/C期黑色素瘤患者随机（2:1比例）分配到自体天然树突状细胞（nDC）或安慰剂（PL）的辅助治疗组；② 收集患者血清和粪便样本进行宏基因组学和代谢组学分析，发现治疗与代谢扰动（如脂肪酸、羧酸和酰胺类）密切相关；③ 不同的微生物与预后相关，其中与健康相关的普氏粪杆菌（ F. prausnitzii ）是主要的有益分类群，在2年内没有复发；④ nDC治疗组在基线时展现出微生物组和代谢组的偏差，其中，普氏粪杆菌与胆汁酸、中长链酰胺类呈负相关，提示这些标志物有助于影响预后。 【原文信息】 Influence of microbiota-associated metabolic reprogramming on clinical outcome in patients with melanoma from the randomized adjuvant dendritic cell-based MIND-DC trial 2024-02-23 , doi: 10.1038/s41467-024-45357-1 中山大学Nature子刊：创新三联疗法——治疗MSS/pMMR结直肠癌的新策略 Nature Medicine——[82.9] ① 中山大学的王峰和徐瑞华团队合作发表文章，发现在不可切除的化疗难治性局部晚期或转移性微卫星稳定/错配修复功能正常（MSS/pMMR）结直肠癌患者中，联合使用PD-1抗体sintilimab、HDAC抑制剂chidamide以及VEGF抗体bevacizumab是非常具有潜力的治疗方案；② 48名患者分配到双联组（anti-PD1+HDACi，n=23）或三联组（n=25），三联组比双联组在18周无进展生存率（64.0% vs 21.7%）、总体响应率（44.0% vs 13.0%）和中位无进展生存期（7.3个月 vs 1.5个月）均显著改善；③ 最常见的治疗相关不良事件包括蛋白尿、血小板减少、中性粒细胞减少、贫血、白细胞减少和腹泻，有两例与治疗相关的死亡事件（肝功能衰竭和肺炎）；④ 三联组增强CD8+ T细胞的浸润，导致更具免疫活性的肿瘤微环境。 【原文信息】 Combined anti-PD-1, HDAC inhibitor and anti-VEGF for MSS/pMMR colorectal cancer: a randomized phase 2 trial 2024-03-04 , doi: 10.1038/s41591-024-02813-1 Cell子刊：双药联用靶向DNA修复，治疗p53突变型结直肠癌和胰腺癌 Cell Reports Medicine——[14.3] ① 本研究提出了一种双药治疗策略来针对p53缺陷的结直肠癌和胰腺癌，通过特定靶向DNA修复失调，展现出显著的抗肿瘤活性；② 在p53突变（p53Mut）细胞中，使用胸苷类似物处理后发现DNA修复反应失调，导致DNA断裂积累；③ 胸苷类似物不会中断DNA的合成，而是诱导DNA修复，该过程涉及p53依赖的检查点；④ 聚(ADP-核糖)聚合酶抑制剂（PARPis）显著增强p53Mut细胞中由胸苷类似物诱导的DNA双链断裂和细胞死亡，而p53野生型细胞则通过p53依赖的抑制细胞周期而做出响应；⑤ 三氟胸苷和PARPi联用在p53Mut癌症模型中显示出优越的抗肿瘤活性，为p53Mut癌症患者提供了改善预后的新策略。 【原文信息】 A synergistic two-drug therapy specifically targets a DNA repair dysregulation that occurs in p53-deficient colorectal and pancreatic cancers 2024-02-13 , doi: 10.1016/j.xcrm.2024.101434 国内团队：新型光动力疗法，激活MSS结直肠癌的抗肿瘤免疫 Journal for ImmunoTherapy of Cancer——[10.9] ① 第四军医大学卢媛媛、赵晓迪、王新团队开发了一种靶向线粒体的光动力疗法（PDT），通过诱导细胞焦亡和增强抗PD-1疗法的敏感性，为微卫星稳定型结直肠癌（MSS-CRC）的免疫治疗提供了新策略；② 使用IR700DX-6T作为光敏剂，发现该PDT可在光照下产生活性氧，并促进p38磷酸化和CASP3介导的GSDME裂解，诱导细胞焦亡；③ IR700DX-6T-PDT还可提高MSS-CRC细胞对PD-1阻断治疗的敏感性；④ 与去甲基化药物地西他滨联合使用，可破坏GSDME的异常甲基化模式，增强IR700DX-6T-PDT的疗效，并与PD-1阻断治疗联合激发强效的抗肿瘤免疫反应。 【原文信息】 Mitochondria-targeted photodynamic therapy triggers GSDME-mediated pyroptosis and sensitizes anti-PD-1 therapy in colorectal cancer 2024-03-01 , doi: 10.1136/jitc-2023-008054 干扰RAD54-BLM相互作用的小分子，或可辅助治疗结肠癌 Journal of Clinical Investigation——[15.9] ① 破坏解旋酶RAD54与BLM的相互作用可有效抑制结肠癌化疗耐药模型中的肿瘤增殖，为结肠癌治疗提供了新的药物靶点；② RAD54与BLM的相互作用可增强同源重组修复（HRR），导致结肠癌细胞对顺铂、紫衫醇和奥沙利铂的化疗耐药性增强；③ 通过筛选Prestwick小分子库，发现三种FDA/EMA批准药物可破坏BLM-RAD54相互作用，从而降低化疗耐药细胞的HRR修复效率，并在小鼠模型中抑制肿瘤增殖；④ 这三种小分子药物有望作为结肠癌辅助治疗的有效候选。 【原文信息】 Small molecules that disrupt RAD54-BLM interaction hamper tumor proliferation in colon cancer chemoresistance models 2024-02-29 , doi: 10.1172/JCI161941 遗传因素与结肠癌免疫治疗 Trends in Cancer——[18.4] ① 本研究综述并讨论了遗传基因变异影响结直肠癌（CRC）免疫治疗的机制，揭示了与CRC风险和免疫功能相关的遗传变异对免疫检查点抑制剂（ICI）治疗的潜在影响；② 目前微卫星稳定型结肠癌（CRC)免疫法治疗（ICI）效果不好，因此亟需开发新的治疗靶点，治疗方案和联合治疗手段；③ 单核苷酸多态性（SNV）与CRC关系的研究主要在于GWAS相关SNV的功能分析、CRC风险因素分析、调节ICI免疫靶点因素分析以及药物效果相关靶点分析；④ 主要组织相容性复合体（MHC）及其相关的杀伤免疫球蛋白样受体（KIRs）的遗传变异与CRC风险和免疫功能相关，是潜在新的免疫治疗靶点；⑤ 免疫调节性细胞因子、受体和效应分子的遗传变异与CRC风险和炎症相关，因此基于细胞因子的治疗策略应与现有的ICIs进行联合评估应用；⑥ 该综述为结直肠癌的免疫治疗提供了新的遗传学视角，为开发更有效的治疗策略提供了重要线索。 【原文信息】 Immunotherapy for colorectal cancer: insight from inherited genetics 2024-02-14 , doi: 10.1016/j.trecan.2024.01.008 Nature子刊：转座元件与结直肠癌基因表达调控 Nature Communications——[16.6] ① 通过分析SYSCOL队列中275个正常结肠和276个结直肠癌样本，发现正常组织中有10231个转座元件（TEs）-表达定量性状位点（eQTLs），肿瘤组织中有5199个TE-eQTLs，其中376个是特异性的，可能与甲基化变化有关；② 肿瘤特异的TE-eQTLs显示出更多的转录因子富集，相比共享的TE-eQTLs，提示其在肿瘤中表达受到特定调控；③ 贝叶斯网络揭示出1766个TE作为遗传效应的中介者，改变了1558个基因的表达，包括55个已知的癌症驱动基因；④ 肿瘤特异的TE-eQTLs会触发TE的驱动基因能力，这些见解不仅扩展了我们对癌症驱动因子的认识，还深化了对肿瘤发生机制的认识。 【原文信息】 Transposable elements mediate genetic effects altering the expression of nearby genes in colorectal cancer 2024-01-25 , doi: 10.1038/s41467-023-42405-0 患者来源的结直肠癌模型中的染色质重塑 Advanced Science——[15.1] ① 通过比较配对结直肠癌患者源器官体（PDO）、异种移植物（PDX）、PDO衍生的PDX（PDOX）以及原始患者肿瘤（PT）的转录组和染色质可及性景观，揭示患者源癌症模型（PDMC）中肿瘤细胞的染色质重塑机制及其对药物反应的影响；② 识别到两个主要的重塑轴线，一个区分PDMC与PT，另一个区分PDX与PDO，表明生长环境是染色质适应的驱动力；③ 鉴定出匹配的PDO和PDOX间不同结构染色质上结合的转录因子，其中，KLF14和EGR2足迹在PDOX相对于匹配的PDO中富集，而沉默KLF14或EGR2会促进肿瘤生长；④ EPHA4，KLF14和EGR2的共同下游靶基因，会改变肿瘤对MEK抑制剂治疗的敏感性。 【原文信息】 Chromatin Remodeling in Patient-Derived Colorectal Cancer Models 2024-02-21 , doi: 10.1002/advs.202303379 民为生物启动减肥药MWN101 2期临床研究 ① 近日，民为生物在药物临床试验登记与公示平台登记了MWN101治疗非糖尿病的超重或肥胖患者2期临床研究；② MWN101是国产首款GLP-1/GCG/GIP-Fc融合蛋白，属于全球第5款申报临床的GLP-1R/GCGR/GIPR激动剂；③ 研究拟在国内招募108例体重指数（BMI）≥28.0kg/m2的肥胖者或24.0kg/m2≤BMI＜28.0kg/m2的超重者；④ 研究主要终点包括给药24周后空腹体重较基线的相对变化百分比、不良事件等，次要终点包括给药12周、16周、20周后体重和BMI较基线的变化等。 【原文信息】 民为生物GLP-1R/GCGR/GIPR激动剂启动减肥II期研究 2024-03-09 , 医药魔方 BIOHM Health与弗吉尼亚理工大学宣布达成合作 ① 3月7日，微生物组科技公司BIOHM Health 宣布与弗吉尼亚理工学院达成合作，利用人工智能提升BIOHM的Symbiont平台；② 该平台通过公司独有的数据库，识别细菌和真菌生态失调的成分，从而更精确地开发下一代基于微生物组的产品；③ 弗吉尼亚理工将通过最先进机器学习算法开发预测器，建立微生物组与特定表型的连接，从而加强Symbiont平台的处理能力；④ 此外，平台还将结合智能搜索功能来分析公共数据源，从而设计出特定膳食补充剂配方；⑤ 此次合作将推动微生物组研究和产品开发的深度交融，促进特定膳食补充剂的开发与商业化。 【原文信息】 BIOHM Health Inc. Partners with Virginia Tech to Accelerate Bacterial and Fungal Microbiome-Based Product Development and Commercialization through A.I. 2024-03-07 , pr newswire 抗体公司Novus宣布完成对BioResource的收购 ① 近日，Novus International完成了对美国酶制剂公司BioResource International（BRI）的收购；② 通过此次收购，Novus成为BRI所有产品和知识产权的拥有者，并接管了公司的生产线，包括位于美国北卡罗来纳州的工厂；③ 此次收购将有助于Novus增强其在功能性蛋白和肠道健康领域的影响力，并提高其在发酵领域开发创新解决方案的能力；④ Novus自2008年以来就与BRI合作生产蛋白酶饲料添加剂CIBENZA，此次收购将加强Novus对供应链的控制，并进一步扩充产品组合。 【原文信息】 Novus acquires enzyme company BioResource International 2024-03-05 , feedstrategy 默沙东ADC候选药物MK-1200获批临床 ① 近日，默沙东在研候选药物MK-1200获得了中国国家药监局药品审评中心（CDE）批准，可以进入临床阶段；② MK-1200是默沙东在研的一款靶向Claudin18.2的抗体偶联药物（ADC）；③ Claudin18.2是正常组织紧密连接中一种重要的蛋白质，在包含胃癌在内的消化道癌症中高度表达，因此可能成为治疗胃癌等实体肿瘤的有效靶标；④ 该产品本次获批临床拟用于治疗晚期实体瘤（含消化道肿瘤）。 【原文信息】 默沙东、阿斯利康、靖因药业等公司1类新药获批临床！ 2024-03-10 , 医药观澜 仙乐健康与帝斯曼-芬美意签署全球战略合作协议 ① 近日，仙乐健康与帝斯曼-芬美意宣布签署新一轮全球战略合作协议；② 此次合作旨在结合仙乐健康的创新植物基自主技术的优势与帝斯曼-芬美意的原料开发专长，共同研发质量更为稳定、成本更具优势的植物基产品；③ 此次合作将在营养健康食品行业引领绿色新风潮；④ 仙乐健康是一家专注于营养、健康和美容领域的企业，致力于为消费者提供优质的产品和服务。 【原文信息】 仙乐健康与帝斯曼-芬美意签署新一轮全球战略合作协议 2024-03-08 , 东方财富 感谢本期日报的审核者：圆圈儿，章台柳，九卿臣，Zhonghua，Richard，Alex Zhang，617，lxx 点击阅读过去10天的日报： 0310 | 癌症治疗中的饮食干预：评估252项临床试验有何发现？ 0309 | AGA最新指南：基于粪便菌群的疗法在胃肠疾病中的应用 0308 | Lancet综述：炎症性肠病患者的孕期指南 0307 | 今日Nature：白色念珠菌"定居"肠道的秘诀 0306 | 肠道菌群如何代谢胆汁酸？17页高分综述一文读懂 0305 | Cell子刊：肠炎如何影响肠菌DNA"开关"？ 0304 | 《自然·医学》新发现：菌株水平的肠菌特征，为跨癌症免疫治疗提供助力 0303 | 7天不吃饭，人体发生哪些变化？Nature子刊研究带来新知 0302 | 可吞咽设备：诊疗肠道疾病的新利器 0301 | 2月，最值得看的35篇肠道学术文献&产业要闻！

*仅供医学专业人士阅读参考中性粒细胞是最积极、最强力的免疫细胞之一。在发生感染之后，它是第一批从血液中赶到发病组织的免疫细胞。在对抗病原物的过程中，中性粒细胞也非常凶狠，可以吞噬病原物，可以释放活性氧毒杀病原物，甚至还会通过自身的死亡来阻止病原物。中性粒细胞会通过“自杀”对抗病原物这一现象，是科学家在2004年首次发现的[1]。简单来说，在面对病原微生物的时候，活化的中性粒细胞会将核DNA释放到细胞外，通过中性粒细胞胞外诱捕网（NET）捕获并中和病原物[2]。中性粒细胞胞外诱捕网示意图[2]既然DNA都释放出去了，中性粒细胞肯定就死了，科学家把中性粒细胞的这种程序性死亡方式叫做NETosis[2]。一直以来，科学家都认为，NETosis和细胞凋亡是两个独立的死亡过程。然而，由加州大学圣地亚哥分校Ben A. Croker和奥古斯塔大学Yangfang "Peipei" Zhu等领衔的研究团队，近日在著名期刊《科学·进展》上发表了一篇重要研究论文[3]，挑战了我们对细胞死亡的认知。他们的研究表明，中性粒细胞的凋亡和NETosis不是毫无关系，而是两个连续发生的死亡过程。简单来说，中性粒细胞的凋亡会进一步引发NETosis。据了解，这也是科学家首次发现凋亡与NETosis之间存在关联。值得注意的是，在结合之前的研究成果之后，研究人员发现，在中性粒细胞中，多种死亡途径（焦亡、坏死）都汇聚于NETosis。由于中性粒细胞的NET与肿瘤和一些自身免疫疾病有关，这一发现可能带来新的治疗思路。论文首页截图细胞凋亡，大家一定都不陌生了。它是一种重要的程序性死亡方式，对于维持机体的稳定非常重要。NETosis从发现至今也有近20年的历史了，科学家已经知道了它的发生过程。简单来说，在中性粒细胞中，打孔蛋白GSDMD（参与细胞焦亡）和MLKL（参与细胞坏死）会在中性粒细胞膜上打孔，导致钙离子流入细胞内；随后，肽酰基精氨酸脱亚氨酶4（PAD4）就会被激活，而激活的PAD4会将组蛋白瓜氨酸化；这种变化会导致DNA从组蛋白上解旋，随后DNA被挤到细胞外，形成NET，捕获病原物[4]。中性粒细胞的两次死亡为了探索细胞凋亡与NETosis之间的关系，Croker团队首先用多种诱导凋亡物质刺激中性粒细胞。结果他们发现组蛋白普遍被瓜氨酸化，这表明细胞凋亡与NETosis之间可能存在联系。在敲除中性粒细胞的PAD4之后，组蛋白的瓜氨酸化现象就消失了。以上研究说明，凋亡确实与NETosis密切相关。他们还通过染色的方法，从中性粒细胞的形态学变化上证实了上述发现。至于背后的分子机制，Croker团队发现，凋亡的蛋白酶Caspases可裂解并激活打孔分子GSDME，这导致钙离子流入细胞内，诱发了NETosis。如果敲除编码GSDME的基因，中性粒细胞虽然还可以启动细胞凋亡，但发生NETosis的能力大幅减弱。Ben A. Croker（右一）和Yangfang "Peipei" Zhu（右三）总的来说，Croker团队的研究表明，中性粒细胞的凋亡和NETosis不是两个独立的过程。中性粒细胞在启动凋亡信号之后，就会逐渐凋亡；如果凋亡的中性粒细胞没有被及时清除掉，就会启动第二次死亡程序NETosis。由于细胞凋亡是一种常见的程序性死亡途径，且很多类型的细胞中都还有PAD酶，因此这一发现对其他细胞死亡的研究也具有启发意义。此外，科学家已经发现NETosis与一些自身免疫疾病和肿瘤有关，因此进一步探索背后的机制，或有助于开发出新疗法。参考文献：[1].Brinkmann V, Reichard U, Goosmann C, et al. Neutrophil extracellular traps kill bacteria. Science. 2004;303(5663):1532-1535. doi:10.1126/science.1092385[2].Thiam HR, Wong SL, Wagner DD, Waterman CM. Cellular Mechanisms of NETosis. Annu Rev Cell Dev Biol. 2020;36:191-218. doi:10.1146/annurev-cellbio-020520-111016[3].Zhu YP, Speir M, Tan Z, et al. NET formation is a default epigenetic program controlled by PAD4 in apoptotic neutrophils. Sci Adv. 2023;9(51):eadj1397. doi:10.1126/sciadv.adj1397[4].Souza FW, Miao EA. Neutrophils only die twice. Sci Adv. 2023;9(51):eadm8715. doi:10.1126/sciadv.adm8715本文作者丨BioTalker

前言肿瘤对凋亡的抵抗和免疫抑制的肿瘤微环境是肿瘤治疗反应差的两个主要原因。细胞焦亡是一种不同于细胞凋亡的溶解性和炎症性程序性细胞死亡途径，最新的证据表明，肿瘤细胞中的细胞焦亡诱导导致强烈的炎症反应和显著的肿瘤消退。作为其抗肿瘤作用的基础，细胞焦亡是由促进孔隙形成的gasdermin蛋白介导的，该蛋白通过释放促炎细胞因子和细胞破裂后的免疫原性物质促进免疫细胞活化和浸润。然而，考虑到其炎症性质，异常性的细胞焦亡也可能与肿瘤支持性微环境的形成有关。因此，深入了解细胞焦亡的分子途径，理清细胞焦亡与癌症之间复杂的联系，有助于我们充分利用细胞焦亡，并将其应用于现有的或新的抗癌策略。细胞焦亡上世纪90年代，在感染鼠伤寒沙门氏菌（S.typhurium）和福氏沙门氏菌的巨噬细胞中首次描述了细胞焦亡。虽然最初被认为是一个凋亡过程，但进一步的研究表明，这种细菌诱导的细胞死亡严重依赖于caspase-1。焦亡细胞与凋亡细胞有一些共同特征，如染色质浓缩和DNA断裂，但可通过其完整的细胞核、孔隙形成、细胞肿胀和渗透溶解来区分。通常，焦亡细胞破裂是通过结合损伤相关分子模式（DAMP）或病原体相关分子模式（PAMP）后，通过半胱氨酸蛋白酶介导的成孔GSDM蛋白活化实现的。这些相同的半胱氨酸蛋白酶也可能直接或间接促进促炎细胞因子的成熟，这些促炎细胞因子与DAMP一起，在释放时启动或维持炎症反应。虽然细胞焦亡在病原体分解中起着重要的保护作用，但它已被认为是几种人类疾病的复杂因素，如心血管疾病、神经退行性疾病和艾滋病。糖尿病等代谢紊乱也可能通过慢性炎症和胰岛素干扰性细胞因子的产生而促进细胞焦亡。在癌症中，细胞焦亡的作用似乎是把双刃剑。一方面，细胞焦亡可迅速导致肿瘤消退，另一方面，它可促进肿瘤微环境的发展。因此，癌细胞可能抑制或刺激细胞焦亡，以支持其进展，具体取决于环境。细胞焦亡的分子机制尽管已知的细胞焦亡途径的数量在未来可能会增加，但目前已有两条主要途径和几种替代途径被阐明。在主要途径中，细胞焦亡是由GSDMD诱导的，涉及炎症性caspase-1（经典途径）或caspase-4/5（非经典途径）。在替代途径中，最受广泛关注的是GSDME通过caspase-3诱导的细胞焦亡。经典炎症小体途径在经典的炎性小体途径中，模式识别受体（PRR）识别DAMP（例如纤维蛋白原、热休克蛋白、DNA）和/或PAMP（例如鞭毛蛋白、聚糖、脂多糖）导致被称为炎性小体的相应胞质信号复合物的激活，通常由传感器蛋白、适配器和效应器半胱氨酸蛋白酶组成。尽管多种PRR，如NLR和TLR参与了这一过程，但已知其中只有部分能够直接组装炎症小体并激活半胱氨酸蛋白酶caspase-1。具体而言，该亚群中的PRRs/炎症小体传感器包括NLR家族的NLRP1、NLRP3、NLRP4、AIM2和pyrin。激活后，这些传感器中的大多数与适配蛋白ASC相互作用，后者通过前半胱氨酸蛋白酶-1的募集和切割激活caspase-1。除了释放和激活GSDMD的致死N端结构域（GSDMD-N），caspase-1还使前IL-1β和前IL-18成熟为IL-1β和IL-18，它们通过GSDMD-N形成的坏死膜孔释放。非经典炎症小体途径与标准炎症小体途径相反，非标准炎症小体途径不依赖caspase-1，而是依赖于caspase-4和caspase-5以及小鼠的caspase-11。这些半胱氨酸蛋白酶的激活是通过LPS与相应的前半胱氨酸蛋白酶的直接结合发生的，并且绕过了炎症小体传感器。尽管这些半胱氨酸蛋白酶不直接激活IL-1β和IL-18，但它们通过GSDMD裂解触发细胞焦亡导致钾离子外流，从而激活NLRP3炎症小体并上调caspase-1的作用。替代途径研究表明，在某些情况下，如化疗或靶向癌症治疗，可通过caspase-3诱导凋亡到焦亡的途径。尽管caspases-3主要与凋亡执行和形态学改变有关，但它可以通过切割GSDME介导细胞焦亡，这同样导致GSDME-N孔的形成和膜的通透性改变。当GSDME水平较高时，caspase-3激活后会迅速引发细胞焦亡，但当GSDME水平较低时，则会引发凋亡。然而，这一概念仍需要进一步的验证。此外，还有其他几种替代性细胞焦亡途径，包括caspase-8对GSDMD的切割；caspase-8或颗粒酶B（GzmB）对GSDME的切割；caspase-1或颗粒酶A（GzmA）对GSDMB的切割；通过caspase-8切割GSDMC，GSDMC通过缺氧激活的程序性死亡配体1（PD-L1）和pSTAT3转录上调以及其它未知机制形成的GSDMA孔。癌症中的细胞焦亡及其成分细胞焦亡在癌症中的模糊作用似乎与细胞类型、遗传学和诱导持续时间有关。在异常表达和延长活性后，GSDM、炎症小体和/或促炎细胞因子可通过诱导免疫抑制细胞、促进上皮细胞向间质细胞转化以及上调基质金属蛋白酶以进行细胞外基质重塑来促进肿瘤病理学。另一方面，与这些效应并列，细胞焦亡也可以抑制肿瘤，例如，在肝细胞癌模型中，通过NLRP3炎性小体激活诱导的细胞焦亡显著抑制了肿瘤的转移和生长。鉴于细胞焦亡的双重作用，其分子成分在不同癌症中存在差异表达。GSDMs在乳腺癌、胃癌、宫颈癌和肺癌等肿瘤中，已被证明同时作为癌基因或肿瘤抑制因子控制增殖、转移、治疗抵抗和抗肿瘤免疫。在胃癌（GC）中，GSDMD表达显著降低，并导致体外和体内肿瘤增殖增强。相反，非小细胞肺癌（NSCLC）中的GSDMD蛋白水平显著升高，并且与肿瘤转移以及更差的预后相关。与GSDMD类似，GSDME在胃癌、乳腺癌和大肠癌中的表达也降低。GSDMC在大肠癌中表达明显上调，在大肠癌中，GSDMC在体外促进了癌变和增殖，在体内促进了肿瘤生长。GSDMB水平越高，乳腺癌患者的转移率越高，生存率越低。在其他细胞焦亡成分中，观察到大多数结直肠癌肿瘤中AIM2表达显著降低或缺失，且与患者预后不良有关。NLRP1水平在大肠癌肿瘤组织中同样降低，并与转移增加和生存率降低有关。乳腺癌患者组织中的caspase-1 mRNA水平显著降低，此外，caspase-1的缺失与前列腺癌和大肠癌的肿瘤发生有关。阐明细胞焦亡与癌症之间的关系需要更广泛的研究。一个面临的挑战将是识别每种细胞焦亡分子成分的肿瘤特异性作用。由于多条通路导致细胞焦亡，且多个成分重叠，因此，表征每条通路的整体肿瘤特异性效应，而不是每个成分的个体效应，可能是理解和/或预测肿瘤对细胞焦亡调节的更有效策略。细胞焦亡与抗肿瘤免疫的关系细胞死亡引发适应性免疫反应的能力称为免疫原性细胞死亡（ICD）。与基本上是免疫耐受过程的凋亡不同，细胞焦亡具有诱导强烈炎症反应的分子机制，在某些情况下被认为是ICD的一种形式。虽然细胞焦亡与抗癌免疫之间的联系尚不清楚，但越来越多的研究表明，细胞焦亡介导的肿瘤清除是通过增强免疫激活和功能实现的。GSDMA研究发现，将GSDMA的小鼠亚型Gsdma3选择性地递送到人类HeLa、小鼠EMT6和小鼠4T1癌细胞，导致20-40%的细胞发生细胞焦亡。在体内模型中，通过静脉或瘤内注射NP–Gsdma3进行三轮治疗，导致肿瘤明显缩小。与PBS对照组相比，NP–Gsdma3治疗的肿瘤中CD4+、CD8+、自然杀伤（NK）和M1巨噬细胞数量增加，但单核细胞、中性粒细胞、髓源性抑制细胞和M2巨噬细胞的数量减少。此外，除了在血清和肿瘤水平IL-1β、IL-18和HMGB1水平增加外，还发现许多免疫刺激和抗肿瘤效应基因（如Cd69、Gzma、Gzmb）的上调，各种免疫抑制和肿瘤前体基因（如Csf1、Vegfa、Cd274）下调。GSDMD通过研究CTLs在肺鳞状细胞癌（LUSC）和黑色素瘤肿瘤样本中与CD8+T细胞标记物有关的GSDM基因的表达，发现在五个GSDM基因成员中，只有GSDMD表达与CTL中的CD8+T细胞标记基因（例如CD8A、CD8B、PRF1、GZMA、GZMB和IFNG）呈正相关。进一步研究表明，与原始T淋巴细胞相比，OT-1小鼠活化的CTL中GSDMD的表达显著增加。类似地，人CD8+T细胞在激活后上调GSDMD，肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）中可见高水平的GSDMD蛋白。此外，GSDMD敲除后，CTL对3LL-OVA细胞的细胞毒性降低。使用人CTL和H1299非小细胞肺癌细胞系记录了类似的结果。考虑到CTL杀死肿瘤细胞的一个关键途径是通过将细胞毒性分子释放到它们形成的免疫突触中，推测GSDMD和GzmB进入效应癌细胞可能是研究中发现的CTL细胞毒性的潜在机制。GSDMBGSDMB介导细胞焦亡与GzmA密切相关。在HEK-293F细胞中的五种人类颗粒酶中，发现只有GzmA以类似于NK细胞杀伤试验的模式快速切割GSDMB。当GzmA电穿孔到GSDMB重组的293T细胞中时，引起广泛的GSDMB裂解和细胞焦亡。同样，在生理条件下，GzmA介导的GSDMB切割在NK细胞杀伤293细胞时也是必需的。值得注意的是，其他GSDMB水平不明显的癌细胞系，如OE33（食管癌细胞）和HCC1954（乳腺癌细胞），可通过暴露于通常由活化的CTL释放的细胞因子（如IFN-γ和TNF-α）来转录诱导GSDMB表达增加。反过来，IFN-γ启动显著增强了这些细胞系的细胞焦亡，这种效应最终取决于GzmA。总之，这些发现不仅表明GSDMB介导的细胞焦亡作用于GzmA下游，而且细胞毒性淋巴细胞可将GzmA传递到表达GSDMB的癌细胞中，以促进抗肿瘤免疫。GSDME研究发现，GSDME介导的细胞焦亡与GzmB相关。在小鼠4T1E乳腺癌细胞中异位表达小鼠GSDME（mGSDME），在体内模型中可显著抑制4T1E肿瘤生长，并导致NK细胞和肿瘤相关巨噬细胞（TAM）浸润增加。此外，当受到刺激时，肿瘤中表达GzmB和穿孔素的NK细胞和CD8+TIL增加。进一步研究表明，人NK细胞系YT可以激活表达GSDME的HeLa细胞中的细胞焦亡，这种诱导是通过GzmB实现的，它不仅在与caspase-3相同的位置切割GSDME，而且间接激活caspase-3。此外，CAR-T细胞可以通过穿孔素和GzmB释放，在B细胞白血病和实体瘤细胞中诱导GSDME介导的肿瘤细胞的细胞焦亡。用共同培养的CD19-CAR-T细胞和癌细胞（NALM-6、Raji或原发性B白血病细胞）的上清液处理人源性巨噬细胞，可促进巨噬细胞激活caspase-1，切割GSDMD，并释放IL-6和IL-1β。同时发现共培养上清液中的ATP和HMGB1分别足以促进巨噬细胞IL-1β分泌和IL-6上调。总的来说，这些发现表明CAR-T细胞治疗通过GSDME促进的细胞焦亡诱发CRS，对CD19-CART细胞治疗前患者的肿瘤细胞进行分析，显示GSDME水平升高与更严重的CRS相关。细胞焦亡在抗癌治疗中的应用前景近年来，越来越多的研究表明，利用细胞焦亡通过不同的靶向和传递方法进行抗肿瘤免疫的可行性和治疗潜力。例如，利用肿瘤细胞衍生微粒（TMP）将甲氨蝶呤注入胆管癌（CCA）细胞，以诱导GSDME介导的细胞焦亡，从而激活患者衍生的巨噬细胞，并将中性粒细胞募集到肿瘤部位进行药物导向的肿瘤破坏。此外，当这种甲氨蝶呤TMP输送系统注入肝外CCA患者的胆管管腔时，25%的患者观察到中性粒细胞活化和胆道梗阻的缓解。此外，还发现GSDME介导的细胞焦亡通过BRAF和MEK抑制剂的组合在黑色素瘤中引起免疫细胞浸润/激活，并导致黑色素瘤消退。在另一种策略中，二甲双胍是治疗2型糖尿病最常用的药物，其可以通过caspase-3间接激活细胞焦亡来抑制癌细胞增殖。一系列针对KRAS、EGFR或ALK突变型肺癌的小分子抑制剂也被发现，在线粒体固有凋亡途径激活后，通过caspase-3介导的GSDME裂解诱导细胞焦亡。在乳腺癌细胞中，用RIG-1激动剂治疗可触发外源性凋亡途径和细胞焦亡，激活STAT1和NF-κB并上调淋巴细胞募集趋化因子。因此，在小鼠中RIG-1激活后，乳腺癌转移和肿瘤生长的减少伴随着肿瘤淋巴细胞的增加。几乎所有抗癌免疫治疗策略面临的另一个主要障碍是免疫抑制肿瘤微环境引起的失调。为了解决这个问题，Lu等人设计了含有嵌合共刺激转化受体（CCCR）的NK92细胞，该受体将抑制性PD-1信号转化为激活信号，有效地增强了抗肿瘤活性。在体外，CCCR-NK92细胞通过GSDME介导的细胞焦亡迅速杀死H1299细胞，在体内显著抑制肿瘤生长。此外，越来越多令人兴奋的研究报告表明，细胞焦亡诱导与PD-1抑制剂协同作用使肿瘤由“冷”变“热”，表明这种组合的巨大潜力。小结作为一种炎性细胞死亡模式，细胞焦亡通过激发抗肿瘤免疫反应而在肿瘤抑制中发挥重要作用。在某些情况下，单纯的细胞焦亡诱导就可能足以阻碍肿瘤生长。然而，细胞焦亡治疗应用面临的最大挑战之一是细胞焦亡相关成分的表达和功能的不规则性，不仅在不同的癌症之间，而且还存在于同一类型的癌症中。尽管如此，分子、遗传和表观遗传靶向/递送系统的进步，以及精准和个性化的医学的发展，让我们有希望很快能够利用这些强大机制作为治疗癌症的工具。参考文献：1.Pyroptosis at the forefront of anticancerimmunity. J Exp Clin Cancer Res. 2021; 40: 264.封面图来源：123rf君实PD-1通过FDA生产现场核查背后：翻译文件超千万字，5次模拟考，2次正式核查，以及持续建设的国际化体系……中国基因疗法赛道驶入高速期，跨国药企纷纷牵手本土新锐DRUGTIMES点击在看 共济新药研发浪潮