Пироптозата в челните редици на противораковия имунитет
Nov 14, 2023
Резюме
Туморната резистентност към апоптоза и имуносупресивната туморна микросреда са два основни фактора, допринасящи за лошите терапевтични отговори по време на интервенция на рака. Пироптозата, литичен и възпалително програмиран път на клетъчна смърт, различен от апоптозата, впоследствие предизвика забележителен интерес сред изследователите на рака за неговия потенциал да бъде клинично използван и да се справи с тези проблеми. Последните доказателства показват, че индукцията на пироптоза в туморните клетки води до силен възпалителен отговор и изразена регресия на тумора. В основата на неговия антитуморен ефект, пироптозата се медиира от образуващи пори гастринови протеини, които улесняват активирането и инфилтрацията на имунните клетки чрез тяхното освобождаване на провъзпалителни цитокини и имуногенен материал след разкъсване на клетката. Като се има предвид нейната възпалителна природа обаче, аберантната пироптоза може също да бъде замесена във формирането на поддържаща тумора микросреда, както се вижда от регулирането на гастриновите протеини при някои видове рак. В този преглед се въвеждат молекулярните пътища, водещи до пироптоза, последвани от преглед на привидно заплетените връзки между пироптозата и рака. Ние описваме какво е известно по отношение на въздействието на пироптозата върху противораковия имунитет и даваме представа за потенциала за използване на пироптозата като инструмент и прилагането й към нови или съществуващи противоракови стратегии.
cistanche tubulosa - подобряват имунната система
Ключови думи: пироптоза, противотуморен имунитет, газдермин, рак, имунен пейзаж
Заден план
Въпреки че дълго време се избягваше откритието, съществуването и физиологичното значение на пътищата на програмирана клетъчна смърт (PCD), различни от апоптозата, предизвикаха нарастващ интерес през последните години, отчасти поради високото разпространение на резистентност към апоптоза в туморите [1]. От тези различни форми, пироптозата, некротичен и литичен PCD, се отличава от другите със способността си да индуцира мощен възпалителен отговор [2]. Подобно на некроптозата, програмирана форма на некроза, се смята, че пироптозата съществува главно като защита срещу патогени чрез задействане на антимикробен отговор чрез освобождаване на имуногенно клетъчно съдържание, включително свързани с увреждане молекулярни модели (DAMP) и възпалителни цитокини [3]. За разлика от некроптозата, която се медиира от псевдокиназа, подобна на смесена родова киназа (MLKL) и независима от каспаза [4], пироптозата се медиира от протеини от семейството на гастрин (GSDM) и, подобно на апоптозата, до голяма степен зависи от каспаза [5]. Други форми на регулирана некроза, като фероптоза, също се появиха наскоро [6–10] и се сравняват заедно с некроза и апоптоза в таблица 1.
Стремежът да преодолеем рака и неговите тежки глобални последици многократно ни е карал да се сблъскваме с измамата на смъртта и откриването от раковите клетки. Въпреки че все още е сравнително неясен процес, пироптозата представлява потенциално използваемо и мощно средство не само за заобикаляне на резистентността към апоптоза, но и за активиране на тумор-специфичен имунитет и/или повишаване на ефективността на съществуващите терапии. Тук обсъждаме текущите познания за пироптозата в контекста на противораковия имунитет, за да дадем представа за потенциала му да се бори с рака.
Таблица 1 Сравнение на избрани форми на клетъчна смърт
Пироптозата с един поглед
Пироптозата е описана за първи път през 90-те години на миналия век в макрофаги, заразени със S. enterica serovar Typhimurium (S. Typhimurium) [11] и S. flexneri [12]. Въпреки че първоначално се смяташе, че е процес на апоптоза, по-нататъшно проучване разкри, че тази индуцирана от бактерии клетъчна смърт е силно зависима от каспаза-1 [13], каспаза, която не участва в изпълнението на апоптоза (т.е. каспаза{{6 }}). Малко след това през 2001 г. този PCD е измислен като пироптоза или „огнено падане“, за да опише освобождаването на провъзпалителни сигнали от умиращите клетки. Пироптотичните клетки споделят няколко характеристики с апоптотичните клетки, като кондензация на хроматин и фрагментация на ДНК, но се различават по тяхното непокътнато ядро, образуване на пори, клетъчно подуване и осмотичен лизис (Таблица 1) [14]. Като цяло, разкъсването на пироптотичните клетки се постига чрез медиирано от каспаза активиране на порообразуващи GSDM протеини след свързването на DAMPs или свързани с патогени молекулярни модели (PAMPs) [15]. Същите тези каспази могат също пряко или косвено да допринесат за съзряването на провъзпалителни цитокини, които, заедно с DAMPs, инициират или поддържат възпалителен отговор, когато бъдат освободени. Въпреки че играе важна защитна роля в разрешаването на патогените, пироптозата е замесена като усложняващ фактор при няколко човешки заболявания, като сърдечно-съдови заболявания [16], невродегенеративни заболявания [17] и ХИВ/СПИН [18]. Метаболитни нарушения като диабет също могат да бъдат насърчавани от пироптоза чрез хронично възпаление и производството на инсулин-интерфериращи цитокини [19]. При рака ролята на пироптозата изглежда двуостра. От една страна, пироптозата може бързо да доведе до регресия на тумора, а от друга, може да улесни развитието на туморната микросреда. Следователно раковите клетки могат или да потиснат, или да подтикнат пироптозата, за да поддържат прогресията си в зависимост от контекста.
Ползи от Cistanche tubulosa- укрепване на имунната система
Молекулярни механизми на пироптоза
вероятно ще се увеличи в бъдеще, в момента има два основни и няколко алтернативни пътя, които са изяснени до момента (фиг. 1). В основните пътища пироптозата се индуцира от GSDMD и включва възпалителна каспаза-1 (каноничен път) или каспаза-4/5 (или миша каспаза-11) (неканоничен път). От алтернативните пътища най-широко разглежданата е индуцираната от GSDME пироптоза чрез каспаза -3 [5], въпреки че също се съобщава за различни пътища, включващи други членове на семейството на GSDM и каспази или гранзими. Структурно, GSDMA, GSDMB, GSDMC, GSDM D и GSDME се състоят от N-терминален порообразуващ домен и C-терминален регулаторен домейн, които са свързани с линкерна област [20]. При нормални условия линкерната област позволява на С-терминалния домейн да се прегъне върху горната част на N-терминалния домен и функционално да инхибира неговата летална активност. Разцепването на линкерното място от каспази или гранзими, обаче, се отказва от тази автоинхибиторна структура и води до транслокация на фрагмента на N-терминалния домен в плазмените и митохондриалните мембрани. Веднъж свързан, N-терминалният домейн олигомеризира и образува цилиндърни трансмембранни пори, които улесняват секрецията на провъзпалително съдържание, като интерлевкин (IL)- 1 и IL-18, и причиняват клетъчен лизис през осмотична бариера прекъсване [21]. В следващите раздели е предоставено обобщение на стъпките, включени във всеки от пътищата, водещи до пироптоза.
Каноничен възпалителен път
В каноничния възпалителен път до пироптоза, разпознаването на DAMP (напр. фибриноген, протеини на топлинен шок, ДНК) и/или PAMP (напр. флагелин, гликани, липополизахариди (LPS)) от рецептори за разпознаване на образи (PRR) води до активиране на съответни цитозолни сигнални комплекси, наречени инфламазоми, които обикновено се състоят от сензорен протеин, адаптор и ефекторна каспаза [22]. Въпреки че различни PRRs, като NOD-подобни рецептори (NLRs) и toll-like рецептори (TLRs), участват в този процес, само подгрупа от тях е известно, че могат директно да сглобяват инфламазоми и да активират цистеин протеазата каспаза{ {3}} [23]. По-конкретно, сензорите за PRR/възпаление в тази подгрупа включват семейство NLR, съдържащ пиринов домейн (NLRP)1, NLRP3, NLRP4, липсващ в меланома 2 (AIM2) и пирин. След тяхното активиране, по-голямата част от тези сензори взаимодействат със свързания с апоптоза адапторен протеин петноподобен протеин, съдържащ CARD (ASC), който активира каспаза-1 чрез набиране и разцепване на прокаспаза-1. В допълнение към освобождаването и активирането на смъртоносния N-терминален домейн на GSDMD (GSDMD-N), каспазата-1 също узрява pro-IL-1 и pro-IL-18 в IL{{22 }} и IL-18, които се освобождават през некротичните мембранни пори, образувани от GSDM DN [24].
Ползи от cistanche tubulosa-антитуморен
Неканоничен възпалителен път
За разлика от каноничния път на инфламазома, неканоничният път на инфламазома е независим от каспаза-1 и вместо това зависи от каспаза-4 и -5 при хора и каспаза-11 при мишки [25]. Активирането на тези каспази става чрез директното свързване на LPS към съответните про-каспази и заобикаля необходимостта от сензори за възпаление. Произхождащи от грам-отрицателни бактерии, цитоплазменото доставяне на LPS може да възникне чрез инфекция или мембранни везикули. Въпреки че тези каспази не активират директно IL-1 и IL-18, тяхното задействане на пироптоза чрез разцепване на GSDMD води до изтичане на калиеви йони, което активира инфламазомата NLRP3 и регулира нагоре действието на каспазата{{11} } [26].
Фиг. 1 Схема на сигналните пътища за пироптоза. Каноничният възпалителен път до пироптоза се индуцира от различни стимули и води до активиране на каспаза-1, докато неканоничният път се индуцира от LPS и води до активиране на каспаза-4/5. Както активираната каспаза-1, така и каспаза-4/5 разцепват автоинхибирания GSDMD в неговата линкерна област, за да освободят N-терминалния домейн на GSDMD (GSDMD-N) от неговия репресорен C-терминален домейн (GSDMD-C) . След това GSDMD-N се премества в плазмената мембрана и претърпява олигомеризация и образуване на пори, което причинява повишаване на осмотичното налягане и в крайна сметка клетъчен лизис. Образуването на пори също улеснява освобождаването на вътреклетъчно съдържание и възпалителните цитокини IL-18 и IL-1 след тяхното активиране от каспаза-1. Чрез алтернативни пътища, GSDMD може също да бъде разцепен от каспаза-8, подобно на GSDME, който може допълнително да бъде разцепен от каспаза-3 и гранзим B. Освен това, GSDMD-N и GSDMB-N също могат съответно да активират NLRP3 или каспаза-4. В другите алтернативни пътища GSDMB се разцепва от каспаза-1 или гранзим А, докато GSDMC се разцепва от каспаза-8 и се регулира транскрипционно нагоре при хипоксия чрез pSTAT3 взаимодействие с програмиран лиганд на смърт 1. Механизмите на GSDMA -медиираната пироптоза все още не е изяснена. AIM2, липсва при меланома 2; DAMPs, молекулярни модели, свързани с опасност; FADD, Fas-свързан протеин на домен на смърт; GSDMA/B/C/D/E, гастрин A/B/C/D/E; IL, интерлевкин; LPS, липополизахариди; NLRP1/3/4, семейство NLR пиринов домейн, съдържащ 1/3/4; PAMPs, молекулярни модели, свързани с патогени; RIPK1, рецептор-взаимодействаща серин/треонин-протеин киназа 1; pSTAT3, трансдюсер на фосфо-сигнал и активатор на транскрипция 3; TAK1 (известен също MAP 3 K7), трансформиращ растежен фактор бета-активирана киназа 1
Алтернативни пътища
Беше разкрито, че в определени контексти, като химиотерапия или таргетна терапия на рак, пътят от апоптоза към пироптоза може да бъде индуциран чрез каспаза - 3 [5]. Въпреки че основно са свързани с изпълнение на апоптоза и морфологични промени, каспазите -3 могат да медиират пироптозата чрез разцепване на GSDME, което по подобен начин води до образуване на пори на GSDME-N и мембранна пермеабилизация. Когато нивата на GSDME са високи, пироптозата се предизвиква бързо след активиране на каспаза-3, но когато нивата на GSDME са ниски, вместо това се предизвиква апоптоза [5]. Като се има предвид, че повечето от протеазите, участващи в пироптозата, могат също да медиират апоптозата, когато техният съответен GSDM протеин отсъства [27, 28], предполага се, че балансът между пироптозата и апоптозата до голяма степен зависи от нивата на GSDM протеина. Тази представа обаче изисква допълнителни доказателства, тъй като е в противоречие с проучвания, оспорващи ролята на GSDME в пироптозата [29, 30]. Няколко други алтернативни пътя на пироптоза също са докладвани и накратко включват разцепване на GSDMD от каспаза-8 [31], разцепване на GSDME от каспаза-8 [32] или гранзим B (GzmB) [33], GSDMB разцепване от каспаза-1 [34] или гранзим А (GzmA) [35], GSDMC разцепване от каспаза- 8 и транскрипционна регулация чрез хипоксия-активиран програмиран лиганд на смърт 1 (PD-L1) и pSTAT3 [36] и образуване на пори на GSDMA чрез неизвестен механизъм [37].
Ползи от cistanche tubulosa-антитуморен
Пироптоза и нейните съставки при рак
Неясната роля на пироптозата при рака изглежда е контекстуална и зависи от клетъчния тип, генетиката и продължителността на индукцията на пироптоза. След аберантна експресия и продължителна активност, GSDMs, инфламазоми и/или провъзпалителни цитокини могат да допринесат за туморна патология чрез индуциране на имуносупресивни клетки, насърчаване на епителен към мезенхимален преход и/или регулиране на матричните металопротеинази за ремоделиране на извънклетъчния матрикс [38]. Наскоро беше установено, че пироптозата може да подхрани прогресията на тумора при колоректален рак (CRC) чрез увеличаване на експресията на пролифериращ клетъчен ядрен антиген чрез освобождаване на високоподвижен групов протеин 1 (HMGB1) [39]. В хипоксичните региони на MDA-MB-231 ксенотрансплантати в голи мишки също се съобщава, че PD-L1-медиирана апоптоза към пироптоза превключвател улеснява хроничната туморна некроза [36], което може да насърчи туморния растеж и възпрепятстват антитуморния имунитет [40]. Съпоставяйки тези ефекти обаче, пироптозата може също да започне потискане и екзекуция на тумор [5, 33, 41–43]. В клетките на хепатоцелуларен карцином (HCC), например, индуцирането на пироптоза чрез активиране на инфламазома на NLRP3 значително възпрепятства метастатичния потенциал in vitro и растежа на тумора in vivo в модел на миши ксенографт [44]. Идеята, че потискането на пироптозата предоставя селективно предимство в HCC клетките, е допълнително подкрепена от наблюдението, че каспаза-1 мРНК и нивата на протеини са активно понижени в човешки HCC тъкани и клетъчни линии [45].
Като се има предвид двойната роля на пироптозата, нейните молекулярни компоненти са, както може да се очаква, необичайно и различно изразени в различни видове рак (Таблица 2). GSDM, например, са дерегулирани при рак на гърдата, стомаха, шийката на матката и белия дроб, наред с други, и е доказано, че контролират пролиферацията, метастазите, терапевтичната резистентност и антитуморния имунитет, докато действат или като онкогени, или като туморни супресори [65, 66] . При рак на стомаха (GC), експресията на GSDMD е значително намалена и е довела до повишена туморна пролиферация както in vitro, така и in vivo, вероятно чрез ускоряване на S/G2 клетъчния преход [57]. Обратно, нивата на GSDMD протеин са забележително повишени при недребноклетъчен рак на белия дроб (NSCLC) в сравнение със съседните контроли и са свързани с по-голям размер на тумора, по-напреднали стадии на метастази на туморни възли и, при белодробен аденокарцином (LUAD), по-лоша прогноза [27]. ]. Освен това, нокдаунът на GSDMD в NSCLC клетки отслабва тяхната пролиферация чрез индуциране на апоптоза и инхибиране на сигнализирането на EGFR/Akt. Подобно на GSDMD, експресията на GSDME също е намалена при GC, както и при рак на гърдата и CRC [47, 59, 67]. По-специално при CRC, нокдаунът на GSDME повишава клетъчната инвазивност и броя на колониите, докато свръхекспресията на GSDME намалява клетъчния растеж и образуването на колонии [51]. При изследване на хирургически проби от първичен GC, експресията на GSDMC се наблюдава само в определени случаи, въпреки че контрастно се регулира в CRC, където насърчава канцерогенезата и пролиферацията in vitro и растежа на тумора in vivo [50]. По-високите нива на GSDMB също са свързани с по-високи нива на метастази и по-ниски нива на преживяемост при пациенти с рак на гърдата [46]. Сред другите съставки на пироптозата, експресията на AIM2 е значително намалена или липсва в повечето наблюдавани CRC тумори и е свързана с лоши резултати за пациентите [52]. Ниските нива на AIM2 също корелират с по-напреднала туморна прогресия при HCC, докато свръхекспресията на AIM2 намалява клетъчната пролиферация и инвазия [61]. Нивата на NLRP1 са понижени по подобен начин в туморните тъкани на CRC и са свързани с повишени метастази и лоша преживяемост [54]. Независимо от това, NLRP1 също е замесен в подкрепата на тумора. При меланома, например, беше установено, че NLRP1 допринася за придобита лекарствена резистентност [62], а при рак на гърдата е свръхекспресиран в първичните тъкани и е свързан с метастази в лимфни възли [49]. При мишки NLRP1 също насърчава пролиферацията на рак на гърдата, инвазията, метастазите и туморогенността [49]. Продължавайки напред, нивата на иРНК на каспаза-1 са значително понижени в тъканите на рак на гърдата на пациенти [48], а загубата на каспаза-1 се свързва с туморогенезата на простатата [64] и CRC [53]. Въпреки очевидната си роля за потискане на тумора при тези видове рак, експресията на каспаза-1 е значително повишена в тъканите на човешкия глиом и се предполага, че играе ключова роля в пролиферацията и миграцията на клетките на глиома чрез контрола на пироптозата и последващия принос към локалния тумор микросреда [60].
Излишно е да казвам, че изясняването на връзката между пироптозата и рака ще продължи да изисква задълбочени изследвания. Като се има предвид липсата на консенсус в проучванията, едно забележително предизвикателство ще бъде да се различат и сглобят специфичните за тумора роли и регулиране на всеки пироптотичен молекулен компонент. С множество пътища, водещи до пироптоза и множество съставки, които се припокриват, предполага се, че характеризирането на цялостния тумор-специфичен ефект на всеки път, а не индивидуалните ефекти на всеки компонент, може би е по-ефективна стратегия за разбиране и/или предвиждане на туморната модулация на пироптозата. Независимо от това, тъй като все още се откриват нови пътища на пироптоза, пропуските в нашите познания могат да ни попречат да разберем по-големи модулиращи теми, докато всички съответни сигнални пътища не бъдат изяснени и съответно организирани в рамките на текущата схема или нова.
Таблица 2 Експресия на избрани пироптотични компоненти при ракови заболявания и свързаните с тях последици
Таблица 2 Експресия на избрани пироптотични компоненти при ракови заболявания и свързаните с тях последици (продължение)
Връзки между пироптоза и противораков имунитет
Способността на смъртта на клетката да предизвика адаптивен имунен отговор е известна като имуногенна клетъчна смърт (ICD). По-специално, имуногенният потенциал на умираща ракова клетка се определя от нейните антигенни и адювантни характеристики, като наличието на тумор-асоциирани антигени и съответно освобождаването на ендогенни DAMP [68, 69]. За разлика от апоптозата, която е фундаментално имуно-толерантен процес, пироптозата притежава молекулярната машина за предизвикване на силен възпалителен отговор и се предполага, че е форма на ICD в някои случаи [33]. Докато връзката между пироптозата и противораковия имунитет все още не е ясна, нарастващ брой проучвания показват, че медиираното от пироптоза изчистване на тумора се постига чрез усилване на имунната активация и функция. Освен това, в допълнение към това, че се задейства спонтанно чрез различни стресори и превключвания от апоптоза към пироптоза, пироптозата на туморните клетки може да бъде директно индуцирана от определени имунни клетки, което предполага, че пироптозата може да участва в положителна обратна връзка в антитуморния имунитет. В следващите раздели най-новите изследвания, включващи пироптоза в противораковия имунитет, са подчертани според участващия протеин GSDM.
Cistanche ползи за мъжете - укрепване на имунната система
Щракнете тук, за да видите продуктите Cistanche Enhance Imunity
【Попитайте за повече】 Имейл:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692
ГСДМА
борат (Phe-BF3) в комбинация с доставка на златни наночастици (NP), Wang et al. съобщава за успешно доставяне на миша изоформа на GSDMA, Gsdma3, селективно в човешки HeLa (цервикални), миши EMT6 (млечни) и миши 4 T1 (млечни) ракови клетки, което води до пироптоза в 20-40% от клетките в зависимост от клетката линия [70]. Когато тази система за доставяне беше приложена към BALB/c мишки, имплантирани подкожно с 4 T1 или EMT6 клетки след две седмици растеж, три кръга на лечение с NP–Gsdma3 и Phe-BF3, или чрез интравенозна, или интратуморна инжекция, доведоха до значително свиване на тумора ; и след 25 дни туморната тежест е незначителна. За сравнение, не се наблюдава свиване на тумора, когато NP–Gsdma3 или Phe-BF3 са инжектирани самостоятелно, или когато мутант, необразуващ пори NP–Gsdma3 и Phe-BF3, се инжектират заедно, което предполага, че функцията на Gsdma3 е необходима за наблюдавания антитуморен ефект . Интересното е, че при BALB/c мишки, третирани с NP–Gsdma3 и Phe-BF3, беше установено, че пироптозата в по-малко от 15% от 4 Т1 туморни клетки е достатъчна за елиминиране на цялата присадка на тумор на млечната жлеза. Този ефект на туморна регресия отсъстваше при Nu/Nu мишки без зрели Т клетки, обаче, което силно показва, че ефектът на туморно елиминиране на Gsdma3-медиираната пироптоза е, поне отчасти, зависим от имунната система. Съответно, увеличение на CD3+ Т клетъчна инфилтрация, както и намаляване на CD4+ FOXP3+ Т регулаторни клетки в BALB/c мишки, се наблюдават само при 4 Т1 тумора третирани с NP–Gsdma3 и Phe-BF3. Освен това, изчерпването на CD4+ и CD8+ клетъчните популации в този модел на лечение предотвратява регресията на тумора, което предполага, че както CTL, така и CD4+ Т хелперните клетки играят незаменима роля по време на индуцирана от пироптоза изчистване на тумора. В сравнение с PBS контролни 4 T1 тумори, по-нататъшният анализ също разкри, че докато CD4+, CD8+, естествените убийци (NK) и M1 макрофаговите клетъчни популации се увеличават при третирани с NP–Gsdma3 и Phe-BF3 тумори, популациите на моноцитите, неутрофилите, миелоидните супресорни клетки и М2 макрофагите намаляват. В допълнение към повишените нива на IL-1, IL-18 и HMGB1 в серума и тумора, множество имуностимулиращи и антитуморни ефекторни гени (напр. Cd69, Gzma, Gzmb) се оказаха регулирани нагоре и различни имуносупресивни и протуморни гени (напр. Csf1, Vegfa, Cd274), регулирани надолу в 4 T1 тумора, третирани с NP–Gsdma3 и Phe-BF3 в BALB/c мишки [70].
ГСДМД
Фокусирайки вниманието си върху цитотоксичните Т лимфоцити (CTL), Xi и колегите му изследваха експресията на CTL на GSDM гени във връзка с CD8+ Т клетъчни маркери в LUAD, белодробен плоскоклетъчен карцином (LUSC) и проби от меланомен тумор, използвайки данни от Атласа на генома на рака (TCGA) [71]. От петте члена на GSDM гена, само експресията на GSDMD показва положителна корелация с CD8+ Т клетъчни маркерни гени (напр. CD8A, CD8B, PRF1, GZMA, GZMB и IFNG) в CTL във всичките три туморни кохорти. Положителна корелация между GSDMD и експресията на CD8A, GZMB и IFNG в CTL се наблюдава и при много други видове тумори и в 30 първични туморни проби от пациенти с NSCLC, което допълнително потвърждава асоциациите, наблюдавани от TCGA. По-нататъшно проучване разкрива, че експресията на GSDMD в активирани CTLs от OT-1 мишки е значително повишена в сравнение с наивни Т лимфоцити. По подобен начин, човешките CD8+ Т клетки регулират нагоре GSDMD след тяхното активиране и в LUAD и LUSC тъканни проби се наблюдават високи нива на GSDMD протеин в тумор-инфилтриращи лимфоцити (TIL). Както в OT-1, така и в активираните от човека CD8+ Т клетки, активирането на каспаза-11 или каспаза-4 беше съответно засилено и насочването им с къса фиби РНК атенюирана GSDMD разцепване. Когато активираните OT-1 Т клетки се култивират съвместно с клетки на белодробен карцином на Люис (3LL-OVA), експресиращи овалбумин, се наблюдава съвместна локализация на GSDMD и GzmB в CTL близо до техните имунни синапси; освен това цитотоксичността на CTL към 3LL-OVA клетки беше намалена след нокдаун на GSDMD. Подобни резултати са регистрирани при използване на човешки CTLs и H1299 NSCLC клетъчна линия [71]. Като се има предвид, че един критичен начин, по който CTL убиват туморни клетки, е чрез освобождаването на цитотоксични молекули в имунния синапс, който те образуват, беше спекулирано, че доставянето на GSDMD и GzmB в ефекторни ракови клетки може да е бил механизмът, който стои в основата на цитотоксичността на CTL, наблюдавана в това проучване [71].
ГСДМБ
Малко след доклада на Xi и колеги, механизъм на NK- и CTL-индуцирана пироптоза на туморни клетки чрез освобождаване на гранзим беше подсилен от няколко проучвания [33, 35, 72]. За разлика от Xi et al., обаче, Zhou et al., например, замесват участието на GzmA и GSDMB, а не GzmB и GSDMD, в изследваните от тях клетъчни линии, подкрепяйки идеята, че отговорът на клетката към гранзими и GSDM е контекстуален и зависи от типа на клетката [35, 71]. По-конкретно, беше установено, че принудителната експресия на GSDMB, но не и на други членове на GSDM в човешки ембрионални бъбречни (HEK)- 293 Т-клетки, при които липсва ендогенна експресия на GSDMs, дава пироптотично убиване на 293 Т клетки от съвместно култивирани човешки NK{{10 }}MI клетки [35]. Интересно е, че медиираното от GSDMB убиване от NK клетки изглежда е независимо от каспаза, тъй като лечението с пан-каспазен инхибитор няма ефект. Инхибирането на гранзими или дегранулация на NK клетки и перфорин, обаче, не само блокира индуцираната от NK клетки пироптоза, но също и GSDMB разцепването в 293 Т клетки. От петте човешки гранзима в HEK-293F клетките беше установено, че само GzmA бързо разцепва GSDMB по модел, подобен на този, наблюдаван при анализи за убиване на NK клетки. Когато GzmA беше електропориран в GSDMB-реконституирани 293 Т клетки, се получи обширно GSDMB разцепване и пироптотично убиване; но когато GzmA S212A мутант с дефицит на протеаза беше електропориран или неразцепим GSDMB K244A мутант или K229A/K244A двоен мутант беше експресиран, индукцията на пироптоза беше значително намалена. По подобен начин, GzmA-медиирано разцепване на GSDMB беше необходимо при физиологични условия за пироптотично убиване на NK клетки на 293 Т клетки и всякакви смущения в разцепването, като GSDMB мутантна експресия, насочиха 293 Т клетки към резистентност към пироптоза. В човешки ракови клетъчни линии, ендогенно експресиращи GSDMB, по-специално OE19 (карцином на хранопровода), SW837 (CRC) и SKCO1 (CRC), допълнително беше показано, че доставянето на GzmA чрез електропорация или перфорин е достатъчно за индуциране на GSDMB-медиирана пироптоза [35].
По-специално, други ракови клетъчни линии с незабележими нива на GSDMB, като OE33 (клетки от карцином на хранопровода) и HCC1954 (клетки от рак на гърдата), могат да бъдат транскрипционно индуцирани за увеличаване на експресията на GSDMB чрез излагане на цитокини, обикновено освобождавани от активирани цитотоксични лимфоцити, като интерферон-гама (IFN-) и тумор некрозисфактор-алфа (TNF-) [35]. На свой ред, IFN-праймирането значително засилва пироптотичната клетъчна смърт в редица от тези клетъчни линии, въпреки че този ефект в крайна сметка зависи от GzmA. Подобно на тяхната инкубация с NK-92MI клетки, беше установено, че 293 Т клетки, експресиращи CD19 и GSDMB, претърпяват GSDMB разцепване и пироптоза в отговор на инкубиране с човешки анти-CD19 химерен антигенен рецептор (CAR) -Т клетки. Това разцепване и индуциране на пироптоза, обаче, не се случва, когато неразцепваща се версия на GSDMB се експресира в 293 Т клетки или когато GZMA се понижава в CAR-T клетките. Продължавайки напред, групата демонстрира, че въпреки че GSDMB не притежава ортолози в мишки, CTL, генерирани от OT-1 трансгенни мишки, могат да използват миши GzmA (mGzmA), за да разцепят човешки GSDMB и да индуцират пироптоза в миши MC38 CRC клетки, експресиращи човешки GSDMB. Прилагайки това знание към in vivo модел, групата не откри значителни разлики в растежа на присадени миши CT26 CRC клетки в BALB/c мишки, независимо дали човешки GSDMB е възстановен в клетките или не. Впоследствие беше изтъкнато, че разпознаването на CT26 туморни клетки от CTL в модела може да е било възпрепятствано от взаимодействието протеин 1 на програмираната клетъчна смърт (PD-1) – лиганд на програмирана смърт 1 (PD-L1), по този начин, предотвратяване на CTL доставяне на mGzmA в таргетни CT26 клетки и индуциране на CT26 клетъчна пироптоза. Забележително е, че чрез блокиране на свързването на PD-1-PD-L1 в модела чрез инжектиране на PD-1 антитяло, групата успя леко да намали растежа на контролните CT26 тумори и почти напълно да потисне растежа на човешки GSDMB- експресиращи CT26 тумори. Частично инхибиране на туморния растеж също се наблюдава при CT26 тумори, експресиращи GzmA-резистентната двойна мутантна форма на GSDMB при състояние на PD-1 антитяло, но само до степен, близка до тази на контролните тумори. Групата също съобщава за подобни констатации, използвайки по-агресивен модел на меланомен тумор B16-F10 при C57BL/6 мишки [35]. Взети заедно, тези констатации не само показват, че GSDMB-медиираната пироптоза действа надолу по веригата на GzmA, но че цитотоксичните лимфоцити могат да доставят GzmA в GSDMB-експресиращи ракови клетки, за да улеснят антитуморния имунитет.
ГСДМЕ
Джан и др. също съобщават за същия механизъм на индуциране на пироптоза от цитотоксични лимфоцити, но посочват участието на GSDME и GzmB [33]. Водейки до тези констатации, беше демонстрирано, че ектопично експресиращият миши GSDME (mGSDME) в миши 4T1E клетки от рак на гърдата, присадени в имунокомпетентни BALB/c мишки, значително инхибира 4T1E туморния растеж и води до увеличаване на инфилтрацията на NK клетки и свързани с тумора макрофаги (TAM) [33]. В допълнение, NK клетъчната и CD8+ TIL експресия на GzmB и перфорин в тези тумори се повишава, както и CD8+ TIL производството на IFN- и TNF, когато се стимулира от форбол 12- миристат { {11}}ацетат и йономицин. Обратно, експресията на нефункционални или неразцепващи се версии на mGSDME в 4T1E клетки значително смекчава тези ефекти, докато нокаутът на mGSDME в EMT6 тумори има противоположни ефекти. Когато 4T1E туморни клетки, експресиращи усилен зелен флуоресцентен протеин (eGFP), бяха имплантирани в тези мишки, броят на eGFP-позитивните CD8+ TILs беше видян като значително по-висок, когато 4T1E клетките също свръхекспресираха mGSDME. eGFP-позитивните TILs в mGSDME свръхекспресиращи тумори също имат по-висока експресия на перфорин и производство на цитокини вторично на GFP оцветяване; и удвояването на eGFP-положителни TAMs в тези тумори в сравнение с контролите силно показва по-голяма фагоцитоза на туморни клетки, което може да е помогнало за насърчаване на антитуморен адаптивен имунитет. За изследване на връзката между GSDME-медиираната туморна супресия и имунния отговор, NSG мишки без зрели лимфоцити и перфорин-дефицитни BALB/c мишки бяха използвани отделно от групата, за да се разкрие, че антитуморният ефект на GSDME е както лимфоцитен, така и перфорин- зависим и замесен в участието на NK и CD8+ Т клетки. Чрез по-нататъшно изследване беше показано, че човешката NK клетъчна линия YT може да активира пироптоза в GSDME-експресиращи HeLa клетки и се спекулира от експерименти, използващи човешка невробластомна клетъчна линия SH-SY5Y, че тази индукция е постигната чрез GzmB, който не само разцепва GSDME при същият сайт като caspase-3, но индиректно активира caspase-3. Експериментите с ваксина/провокация също категорично показват, че пироптозата е форма на ICD, което е в съответствие с повишената инфилтрация и подобрената функция на имунните клетки, наблюдавани по време на по-ранни експерименти с клетки, свръхекспресиращи mGSDME [33].
Тези открития са в съответствие с тези на Liu et al., Които предполагат, че CAR-T клетките могат да индуцират GSDME-медиирана пироптоза на туморни клетки в B левкемични и солидни туморни клетки чрез освобождаване на перфорин и GzmB [72]. По същия начин беше показано, че GzmB бързо разцепва GSDMB и активира каспаза -3 в клетките на Luc-Raji и NALM- 6, въпреки че се предполага, че неговото освобождаване и потенциалът му да индуцира пироптоза на миши B16 меланомни клетки зависи от CAR-T клетъчен туморен антигенен афинитет и ко-сигнални домейни или неговото количество, когато се освобождава, съответно. Третирането на човешки извлечени макрофаги със супернатантите от съвместно култивирани CD19-CAR-T клетки и ракови клетки (NALM-6, Раджи или първични B левкемични клетки) предизвика активиране на макрофаги на каспаза{{14} }, разцепване на GSDMD и освобождаване на IL-6 и IL-1. Тези наблюдения обаче не са наблюдавани, ако съвместно култивираните ракови клетки са с дефицит на GSDME или макрофагите в каспаза -1, GSDMD или NLRP3. Беше също така разкрито, че ATP и HMGB1 в съвместно култивираните пироптотични супернатанти са съответно достатъчни за насърчаване на секрецията на макрофаги IL-1 и регулирането на IL-6. Като цяло, тези констатации предвещават тези, наблюдавани при миши модел на левкемичен CAR-T клетъчно индуциран синдром на освобождаване на цитокини (CRS) (използвайки Раджи или NALM-6 клетки при тежък комбиниран имунодефицитен бежов мишки), което показва, че CAR-T клетъчната терапия предизвиква CRS чрез GSDME-улеснена пироптоза. Това схващане беше допълнително подкрепено, когато първичните B левкемични клетки от пациенти преди CD19-CAR T клетъчно лечение бяха анализирани и показаха, че повишените нива на GSDME са свързани с по-тежка CRS [72].
Освен това си струва да се спомене, че в отделно проучване индуцираната от лечението пироптоза в меланомни клетки чрез GSDME и каспаза -3 съответно насърчава освобождаването на HMGB1 и е пряко свързана с инфилтрацията както на тумор-асоциирани Т клетки, така и на активирани дендритни клетки [73]. Поради това беше предложено от групата, че DAMPs, като HMGB1, могат да активират дендритни клетки, които от своя страна предизвикват пролиферация и съзряване на Т клетки и допринасят за антитуморни имунни отговори [73].
cistanche tubulosa - подобряват имунната система
Перспективи за пироптоза в противораковата терапия
През последните години нарастващ брой проучвания илюстрират осъществимостта и терапевтичния потенциал на овладяването на пироптозата за ангажиране на антитуморен имунитет чрез различни методи за насочване и доставяне (фиг. 2). Използвайки микрочастици, получени от туморни клетки (TMP), например, Gao et al. са доставили метотрексат в клетки на холангиокарцином (CCA), за да индуцират GSDME медиирана пироптоза, водеща до активиране на макрофаги, произхождащи от пациента, и набиране на неутрофили в мястото на тумора за насочено от лекарството туморно унищожаване [74]. Освен това, когато тази система за доставяне на метотрексат-ТМР се влива в лумена на жлъчните пътища на пациенти с екстрахепатална CCA, се наблюдава активиране на неутрофили и разрешаване на жлъчна обструкция при 25% от пациентите [74]. Установено е също, че медиираната от GSDME пироптоза се предизвиква при меланом чрез комбинация от инхибитори на BRAF и MEK, причинявайки инфилтрация/активиране на имунни клетки и регресия на меланома [73]. В друга стратегия, метформин, най-разпространеното лекарство, използвано за лечение на диабет тип 2, се използва за инхибиране на пролиферацията на ракови клетки чрез индиректно активиране на пироптоза чрез каспаза-3 [75]. По-конкретно, метформинът допринася за митохондриалната дисфункция и активира пътя AMPK/SIRT1/NF-κB, насърчавайки натрупването на Bax и освобождаването на цитохром c, което от своя страна води до активиране на каспаза-3 и разцепване на GSDME [75]. Редица инхибитори с малки молекули, насочени към KRAS-, EGFR- или ALK-мутантни ракови заболявания на белия дроб, също бяха открити, че индуцират пироптотична смърт чрез медиирано от каспаза-3- разцепване на GSDME след активиране на митохондриалния присъщ път на апоптоза [43]. Констатацията на групата предполага, че тези два PCD пътя се регулират един друг и че пироптозата може да се използва за повишаване на ефикасността на противоракови таргетни терапии, въпреки че този ефект е намален, когато апоптотичната функция е непокътната [43]. В клетките на рак на гърдата, лечението с агонист на RIG- 1 задейства външния път на апоптоза и пироптоза, активирайки STAT1 и NF-κB и регулирайки нагоре хемокини, набиращи лимфоцити [76]. Съответно, намаляването на метастазите на рак на гърдата и туморния растеж е придружено от увеличаване на туморните лимфоцити след активиране на RIG-1 при мишки [76]. Въпреки че преминаването от апоптоза към пироптоза все още не е напълно изяснено, беше установено, че наскоро синтезиран инхибитор на NF-κB, 13d, спира раковите клетки във фазата G2/M и насърчава това преминаване [77]. Лечението с 13d също предизвиква силен антитуморен ефект in vivo, като същевременно проявява ниска токсичност [77], подобно на L61H10, друго съединение, за което се съобщава, че индуцира превключване от апоптоза към пироптоза, също вероятно чрез инхибиране на NF-кВ [78].
Едно забележително препятствие при разработването на противоракови стратегии, базирани на пироптоза, е фактът, че много ракови заболявания значително намаляват експресията на GSDM протеини или експресират мутирали, нефункционални форми от тях [33]. За щастие, тази дилема привлече интереса на много изследователи, които започнаха да разработват умни решения, като Fan et al., които подходиха към проблема чрез епигенетично насочване [79]. Чрез използване на децитабин за деметилиране на GSDME в комбинация с нанолипосоми, носещи химиотерапевтични лекарства, които активират каспаза -3, групата ефективно обърна заглушаването на GSDME в туморните клетки и индуцираната пироптоза. В допълнение към потискането на туморния растеж, метастазите и рецидивите, този режим също така стимулира имунните отговори чрез индуцирано от пироптоза освобождаване на цитокини [79]. Като се има предвид, че 91% от свързаните с раково болни GSDME мутации, оценени от Zhang et al. се наблюдава, че причиняват загуба на функция [33], но предполага, че епигенетичното насочване може да не е ефективен метод за предизвикване на пироптоза при определени пациенти. Целевата доставка на функционални GSDM протеини директно към раковите клетки чрез нанотехнология [70] може да осигури надежден и ефективен начин за заобикаляне на тази дилема. Друго основно препятствие, пред което са изправени почти всички противоракови имунотерапевтични стратегии, е дисрегулацията, произтичаща от имуносупресивната туморна микросреда, като например чрез инхибиторни рецептори като PD-1. За да се справят с това, Lu et al. конструирани NK92 клетки, съдържащи химерен костимулиращ конвертиращ рецептор (CAR), който преобразува инхибиторния PD-1 сигнал в активиращ сигнал, като ефективно повишава антитуморната активност на клетките срещу H1299 белодробни ракови клетки [80]. In vitro, CR NK92 клетките бързо убиват H1299 клетки чрез GSDME-медиирана пироптоза и in vivo значително инхибират растежа на тумора [80]. Взети заедно с наблюденията на Лиу и колеги върху индуцираната от CAR-T клетки пироптоза [72], изглежда, че бъдещото проучване на базирани на CAR терапии, макар и предизвикателно, ще бъде особено полезно. Нещо повече, вълнуващият и нарастващ брой доклади, че индукцията на пироптоза синергизира с инхибиторите на PD-1, за да превърнат „студените“ тумори в „горещи“, предполагат, че едва сме започнали да разбираме комбинаторния потенциал на пироптозата (фиг. 2) [35]. , 70].
Фиг. 2 Пироптозата загрява противораковия имунитет. „Студен тумор“: туморните клетки създават имуно-толерантна микросреда и избягват имунното откриване и убиване чрез набиране на имуносупресивни клетки, увеличаване на протеините на имунната контролна точка, възпрепятстване на представянето на антиген и освобождаване на имунни инхибиторни фактори. „Затоплящ тумор“: различни стратегии се използват за индуциране на пироптоза на туморни клетки и „загряване“ на тумори от имунно-тихи състояния. „Топъл тумор“: пироптотичните туморни клетки освобождават провъзпалителни цитокини и имуногенен материал, които предизвикват активиране и набиране на имунни клетки. „Горещ тумор“: инфилтрираните имунни клетки разпознават и убиват туморни клетки и това убиване може да участва в положителна обратна връзка, която повишава тумор-специфичния имунитет. Елиминирането на тумора може допълнително да се увеличи чрез комбинирани терапевтични стратегии. CAR-T, химерен антигенен рецептор Т клетка; CR-NK, естествена клетка убиец на химерен костимулиращ конвертиращ рецептор; DC, дендритна клетка; GSDMs, гастрин протеини; HMGB1, групов протеин 1 с висока подвижност; IFN-, интерферон-гама; IL, интерлевкин; MDSCs, миелоидни получени супресорни клетки; MHC, основен комплекс за хистосъвместимост; NK, естествена клетка убиец; NP, наночастици; PD-L1, програмиран смъртен лиганд 1; PD-1, програмиран протеин на клетъчна смърт 1; TNF-, фактор на туморна некроза-алфа; Tregs, регулаторни Т клетки
Изводи и бъдещи перспективи
Като възпалителен режим на клетъчна смърт, пироптозата играе важна роля в потискането на тумора чрез активиране на антитуморните имунни отговори в действие. В някои случаи се предполага, че индукцията на пироптоза сама по себе си може да бъде достатъчна, за да попречи на растежа на тумора, въпреки че променливостта в нейната ефективност и свързаните с нея неблагоприятни ефекти (напр. CRS при CAR-T клетъчна терапия) подсказва, че клиничната й употреба вероятно ще бъде най-ефективна, когато използвани в комбинация с други противоракови модалности и съобразени с отделните пациенти и видове рак. Едно от най-големите предизвикателства, пред които е изправена терапевтичната употреба на пироптозата, изглежда е нередовността в експресията и функцията на компонентите, свързани с пироптозата, не само при различните видове рак, но и в тях. Независимо от това, напредъкът в молекулярните, генетичните и епигенетичните системи за насочване/доставяне, заедно с прецизната и персонализирана медицина, дава надежда, че скоро можем да притежаваме инструментите и знанията, необходими, за да използваме тези мощни механизми като оръжия срещу рака.
Препратки
1. Wong RS. Апоптоза при рак: от патогенезата до лечението. J Exp Clin Cancer Res. 2011;30(1):1–14.
2. Fang Y, Tian S, Pan Y, Li W, Wang Q, Tang Y и др. Пироптоза: нова граница в рака. Biomed Pharmacother. 2020;121:109595. https://doi.org/10.1016/j. biopha.2019.109595.
3. de Vasconcelos NM, Lamkanfi M. Последни прозрения за инфламазомите, гастриновите пори и пироптозата. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2020; 12 (5): a036392. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a036392.
4. Gong Y, Fan Z, Luo G, Yang C, Huang Q, Fan K и др. Ролята на некроптозата в биологията и терапията на рака. Мол рак. 2019; 18 (1): 1–17.
5. Wang Y, Gao W, Shi X, Ding J, Liu W, He H и др. Химиотерапевтичните лекарства предизвикват пироптоза чрез разцепване на каспаза-3 на мозъка. Природата. 2017 г.; 547 (7661): 99–103. https://doi.org/10.1038/nature22393.
6. Bebber CM, Müller F, Prieto Clemente L, Weber J, von Karstedt S. Ferroptosis в биологията на раковите клетки. Ракови заболявания. 2020; 12 (1): 164. https://doi.org/10.3390/ca ncers12010164.
7. Mou Y, Wang J, Wu J, He D, Zhang C, Duan C и др. Фероптоза, нова форма на клетъчна смърт: възможности и предизвикателства при рака. J Hematol Oncol. 2019; 12 (1): 1–16.
8. Inoue H, Tani K. Мултимодална имуногенна ракова клетъчна смърт като следствие от противоракови цитотоксични лечения. Клетъчна смърт Разл. 2014 г.; 21 (1): 39–49. https://doi.org/10.1038/cdd.2013.84.
9. Amarante-Mendes GP, Adjemian S, Branco LM, Zanetti LC, Weinlich R, Bortoluci KR. Рецептори за разпознаване на образи и молекулярна машина за смърт на клетката гостоприемник. Преден имунол. 2018; 9: 2379. https://doi.org/10.3389/ fimmu.2018.02379.
10. Tang R, Xu J, Zhang B, Liu J, Liang C, Hua J и др. Фероптоза, некроптоза и пироптоза при противораков имунитет. J Hematol Oncol. 2020; 13 (1): 1–18.
11. Monack DM, Raupach B, Hromockyj AE, Falkow S. Инвазията на Salmonella typhimurium индуцира апоптоза в инфектирани макрофаги. Proc Natl Acad Sci. 1996;93(18):9833–8. https://doi.org/10.1073/pnas.93.18.9833.
12. Zychlinsky A, Prevost MC, Sansonetti PJ. Shigella flexneri индуцира апоптоза в инфектирани макрофаги. Природата. 1992; 358 (6382): 167–9. https://doi.org/10.1 038/358167a0.
13. Hilbi H, Moss JE, Hersh D, Chen Y, Arondel J, Banerjee S, et al. Индуцираната от Shigella апоптоза зависи от каспаза-1, която се свързва с IpaB. J Biol Chem. 1998; 273 (49): 32895-900. https://doi.org/10.1074/jbc.273.49.32895. 14. Fink SL, Cookson BT. Каспаза-1-зависимото образуване на пори по време на пироптоза води до осмотичен лизис на инфектирани макрофаги на гостоприемника. Cell Microbiol. 2006; 8 (11): 1812–25. https://doi.org/10.1111/j.1462-5822.2006. 00751.x.
15. Wu C, Lu W, Zhang Y, Zhang G, Shi X, Hisada Y и др. Активирането на инфламазома предизвиква съсирване на кръвта и смърт на гостоприемника чрез пироптоза. Имунитет. 2019; 50 (6): 1401–11. e1404.
16. Zhaolin Z, Guohua L, Shiyuan W, Zuo W. Роля на пироптозата при сърдечно-съдови заболявания. Cell Prolif. 2019;52(2):e12563. https://doi.org/10.1111/cpr.12563.
17. Voet S, Srinivasan S, Lamkanfi M, van Loo G. Инфламазоми при невровъзпалителни и невродегенеративни заболявания. EMBO Mol Med. 2019 г.; 11(6):e10248.
18. Doitsh G, Galloway NL, Geng X, Yang Z, Monroe KM, Zepeda O, et al. Клетъчната смърт чрез пироптоза води до изчерпване на CD4 Т-клетките при HIV-1 инфекция. Природата. 2014; 505 (7484): 509–14. https://doi.org/10.1038/nature12940.
19. Qiu Z, Lei S, Zhao B, Wu Y, Su W, Liu M, et al. Медиираната от NLRP3 възпалителна активация пироптоза влошава миокардната исхемия/реперфузионно увреждане при плъхове с диабет. Oxid Med Cell Longev. 2017;2017.
20. Kuang S, Zheng J, Yang H, Li S, Duan S, Shen Y и др. Прозрението на структурата на GSDMD разкрива основата на автоинхибирането на GSDMD в клетъчната пироптоза. Proc Natl Acad Sci. 2017; 114 (40): 10642–7. https://doi.org/10.1073/pnas.17081 94114.
21. Guey B, Bodnar M, Manié SN, Tardivel A, Petrilli V. Автопротеолизата на каспаза-1 е различно необходима за функцията на възпаление на NLRP1b и NLRP3. Proc Natl Acad Sci. 2014; 111 (48): 17254–9. https://doi.org/10.1073/pnas.141 5756111.
22. Shi J, Zhao Y, Wang Y, Gao W, Ding J, Li P и др. Възпалителните каспази са вродени имунни рецептори за вътреклетъчния LPS. Природата. 2014;514(7521):187–92. https://doi.org/10.1038/nature13683.
23. Nyström S, Antoine DJ, Lundbäck P, Lock JG, Nita AF, Högstrand K, et al. Активирането на TLR регулира свързаните с увреждане изоформи на молекулярния модел, освободени по време на пироптоза. EMBO J. 2013;32(1):86–99. https://doi.org/10.1038/ emboj.2012.328.
24. Wang K, Sun Q, Zhong X, Zeng M, Zeng H, Shi X и др. Структурен механизъм за насочване на GSDMD чрез автообработени каспази при пироптоза. клетка. 2020; 180 (5): 941–55. e920.
25. Kayagaki N, Warming S, Lamkanfi M, Walle LV, Louie S, Dong J, et al. Неканоничното активиране на инфламазома е насочено към каспаза-11. Природата. 2011 г.; 479 (7371): 117–21. https://doi.org/10.1038/nature10558.
26. Kayagaki N, Stowe IB, Lee BL, O'Rourke K, Anderson K, Warming S, et al. Каспаза-11 разцепва gasdermin D за неканонично инфламазомно сигнализиране. Природата. 2015; 526 (7575): 666–71. https://doi.org/10.1038/nature1 5541.
27. Gao J, Qiu X, Xi G, Liu H, Zhang F, Lv T, et al. Понижаването на GSDMD отслабва туморната пролиферация чрез вътрешния митохондриален апоптотичен път и инхибиране на EGFR/Akt сигнализиране и предсказва добра прогноза при недребноклетъчен рак на белия дроб. Oncol Rep. 2018; 40 (4): 1971–84. https://doi.org/10.3892/or.2018.6634.
28. Tsuchiya K, Nakajima S, Hosojima S, Nguyen DT, Hattori T, Le TM и др. Каспаза-1 инициира апоптоза в отсъствието на gasdermin D. Nat Commun. 2019; 10 (1): 1–19.
29. Lee BL, Mirrashidi KM, Stowe IB, Kummerfeld SK, Watanabe C, Haley B, et al. Зависимият от ASC и каспаза-8- апоптотичен път се отклонява от NLRC4 инфламазомата в макрофагите. Sci Rep. 2018; 8 (1): 1–12.
30. Chen KW, Demarco B, Heilig R, Shkarina K, Boettcher A, Farady CJ и др. Външната и вътрешната апоптоза активира панексин-1, за да задвижи сглобяването на NLRP 3 инфламазома. EMBO J. 2019;38(10):e101638.
31. Demarco B, Grayczyk JP, Bjanes E, Le Roy D, Tonnus W, Assenmacher CA, et al. Зависимото от каспаза-8–8 разцепване на gasdermin D насърчава антимикробната защита, но придава чувствителност към TNF-индуцирана смъртност. Sci Adv. 2020 г.; 6(47):eabc3465.
32. Aizawa E, Karasawa T, Watanabe S, Komada T, Kimura H, Kamata R, et al. GSDME-зависимата непълна пироптоза позволява селективно освобождаване на IL-1 при инхибиране на каспаза-1. iScience. 2020;23(5):101070.
33. Zhang Z, Zhang Y, Xia S, Kong Q, Li S, Liu X и др. Gasdermin E потиска туморния растеж чрез активиране на противотуморния имунитет. Природата. 2020; 579 (7799): 415–20. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2071-9.
34. Li L, Li Y, Bai Y. Роля на GSDMB при пироптоза и рак. Cancer Manag Res. 2020; 12: 3033–43. https://doi.org/10.2147/CMAR.S246948.
35. Zhou Z, He H, Wang K, Shi X, Wang Y, Su Y и др. Гранзим А от цитотоксични лимфоцити разцепва GSDMB, за да предизвика пироптоза в прицелните клетки. Наука. 2020; 368 (6494).
36. Hou J, Zhao R, Xia W, Chang CW, You Y, Hsu JM и др. PD-L1-медиирана експресия на gasdermin C превключва апоптозата към пироптоза в раковите клетки и улеснява туморната некроза. Nat Cell Biol. 2020; 22 (10): 1264–75. https:// doi.org/10.1038/s41556-020-0575-z.
37. Tang L, Lu C, Zheng G, Burgering BM. Нововъзникващи прозрения за ролята на ръководителите при инфекции и възпалителни заболявания. Clin Transl Immunol. 2020;9(10):e1186.
38. Wang M, Jiang S, Zhang Y, Li P, Wang K. Многостранните роли на пътищата на пироптотична клетъчна смърт при рак. Ракови заболявания. 2019;11(9):1313. https:// doi.org/10.3390/cancers11091313.
39. Tan G, Huang C, Chen J, Zhi F. HMGB1, освободен от GSDME-медиирани пироптотични епителни клетки, участва в туморогенезата на колоректален рак, свързан с колит, чрез пътя ERK1/2. J Hematol Oncol. 2020; 13 (1): 1–11.
40. Vakkila J, Lotze MT. Възпалението и некрозата насърчават растежа на тумора. Nat Rev Immunol. 2004;4(8):641–8. https://doi.org/10.1038/nri1415.
41. Wang F, Liu W, Ning J, Wang J, Lang Y, Jin X и др. Симвастатин потиска пролиферацията и миграцията при недребноклетъчен рак на белия дроб чрез пироптоза. Int J Biol Sci. 2018; 14 (4): 406–17. https://doi.org/10.7150/ijbs.23542.
42. Cc Z, Cg L, Wang Yf, Xu Lh, He Xh, Qz Z и др. Химиотерапевтичният паклитаксел и цисплатин диференцирано индуцират пироптоза в A549 белодробни ракови клетки чрез активиране на каспаза-3/GSDME. апоптоза. 2019; 24 (3): 312–25.
43. Lu H, Zhang S, Wu J, Chen M, Cai MC, Fu Y и др. Молекулярно насочените терапии предизвикват едновременна апоптотична и GSDME-зависима пироптотична туморна клетъчна смърт. Clin Cancer Res. 2018; 24 (23): 6066–77. https://doi.org/10.11 58/1078-0432.CCR-18-1478.
44. Zhang Y, Yang H, Sun M, He T, Liu Y, Yang X и др. Alpinumisoflavone потиска растежа и метастазите на клетките на хепатоцелуларния карцином чрез пироптоза, медиирана от инфламазома NLRP3. Pharmacol Rep. 2020; 72 (5): 1370–82. https://doi.org/10.1007/s43440-020-00064-8.
45. Chu Q, Jiang Y, Zhang W, Xu C, Du W, Tuguzbaeva G и др. Пироптозата участва в патогенезата на човешкия хепатоцелуларен карцином. Oncotarget. 2016; 7 (51): 84658–65. https://doi.org/10.18632/oncotarget.12384.
46. Hergueta-Redondo M, Sarrió D, Molina-Crespo Á, Megias D, Mota A, RojoSebastian A, et al. Gasdermin-B насърчава инвазията и метастазите в раковите клетки на гърдата. PLoS One. 2014;9(3):e90099. https://doi.org/10.1371/journal. поне.0090099.
47. Kim MS, Lebron C, Nagpal JK, Chae YK, Chang X, Huang Y, et al. Метилирането на DFNA5 увеличава риска от метастази в лимфните възли при рак на гърдата при хора. Biochem Biophys Res Commun. 2008; 370 (1): 38–43. https://doi.org/1 0.1016/j.bbrc.2008.03.026.
48. Sun Y, Guo Y. Експресия на каспаза-1 в тъканите на рак на гърдата и нейните ефекти върху клетъчната пролиферация, апоптоза и инвазия. Oncol Lett. 2018; 15 (5): 6431–5. https://doi.org/10.3892/ol.2018.8176.
49. Wei Y, Huang H, Qiu Z, Li H, Tan J, Ren G и др. Свръхекспресията на NLRP1 е свързана с туморогенезата и пролиферацията на човешки тумори на гърдата. Biomed Res Int. 2017; 2017: 1–9. https://doi.org/10.1155/2017/4938473.
50. Miguchi M, Hinoi T, Shimomura M, Adachi T, Saito Y, Niitsu H, et al. Gasdermin C се регулира нагоре чрез инактивиране на рецептора на трансформиращия растежен фактор тип II в присъствието на мутирал Apc, насърчавайки пролиферацията на колоректален рак. PLoS One. 2016;11(11):e0166422. https://doi.org/10.13 71/journal.pone.0166422.
51. Kim M, Chang X, Yamashita K, Nagpal J, Baek J, Wu G, et al. Аберантно промоторно метилиране и туморна супресивна активност на DFNA5 гена при колоректален карцином. Онкоген. 2008; 27 (25): 3624–34. https://doi.org/10.103 8/sj.onc.1211021. 52. Dihlmann S, Tao S, Echterdiek F, Herpel E, Jansen L, Chang-Claude J, et al. Липсата на експресия на меланома 2 (AIM2) в туморните клетки е тясно свързана с лошата преживяемост при пациенти с колоректален рак. Int J Рак. 2014; 135 (10): 2387–96. https://doi.org/10.1002/ijc.28891.
53. Hu B, Elinav E, Huber S, Booth CJ, Strowig T, Jin C, et al. Индуцираната от възпаление туморогенеза в дебелото черво се регулира от каспаза-1 и NLRC4. Proc Natl Acad Sci. 2010; 107 (50): 21635–40. https://doi.org/10.1073/pnas.101 6814108.
54. Chen C, Wang B, Sun J, Na H, Chen Z, Zhu Z и др. DAC може да възстанови експресията на NALP1, за да потисне туморния растеж при рак на дебелото черво. Клетъчна смърт Dis. 2015; 6 (1): e1602–2. https://doi.org/10.1038/cddis.2014.532.
55. Саеки Н, Ким Д, Усуи Т, Аояги К, Тацута Т, Аоки К и др. GASDERMIN, потискан често при рак на стомаха, е мишена на LMO1 в зависимо от TGF{2}} апоптотично сигнализиране. Онкоген. 2007; 26 (45): 6488–98. https://doi. org/10.1038/sj.onc.1210475.
56. Саеки Н, Усуи Т, Аояги К, Ким ДХ, Сато М, Мабучи Т и др. Отличителна експресия и функция на четири гена от семейството на GSDM (GSDMA-D) в нормален и злокачествен горен стомашно-чревен епител. Гени Хромозоми Рак. 2009; 48 (3): 261–71. https://doi.org/10.1002/gcc.20636.
57. Wang WJ, Chen D, Jiang MZ, Xu B, Li XW, Chu Y и др. Понижаването на гастрин D насърчава пролиферацията на рак на стомаха чрез регулиране на протеини, свързани с клетъчния цикъл. J Dig Dis. 2018; 19 (2): 74–83. https://doi.org/10.1111/1751-2 980.12576.
58. Акино К, Тойота М, Сузуки Х, Имаи Т, Маруяма Р, Кусано М и др. Идентифициране на DFNA5 като цел на епигенетично инактивиране при рак на стомаха. Cancer Sci. 2007; 98 (1): 88–95. https://doi.org/10.1111/j.1349-7006.2 006.00351.x.
59. Croes L, Fransen E, Hylebos M, Buys K, Hermans C, Broeckx G, et al. Определяне на потенциалните тумор-супресивни ефекти на GSDME в химически индуциран и генетично модифициран миши модел на рак на червата. Ракови заболявания. 2019;11(8):1214.
60. Jiang Z, Yao L, Ma H, Xu P, Li Z, Guo M и др. miPHK-214 инхибира клетъчната пролиферация и миграция в глиомни клетки, насочени към каспаза 1, участваща в пироптозата. Oncol Res. 2017; 25 (6): 1009–19. https://doi.org/10.3727/09650401 6X14813859905646.
61. Ma X, Guo P, Qiu Y, Mu K, Zhu L, Zhao W и др. Загубата на експресия на AIM2 насърчава прогресията на хепатокарцинома чрез активиране на пътя mTOR-S6K1. Oncotarget. 2016; 7 (24): 36185–97. https://doi.org/10.18632/oncota rget.9154.
62. Zhai Z, Samson JM, Yamauchi T, Vaddi PK, Matsumoto Y, Dinarello CA, et al. Възпалителният сензор NLRP1 придава придобита лекарствена резистентност към темозоломид при човешки меланом. Ракови заболявания. 2020; 12 (9): 2518. https://doi. org/10.3390/cancers12092518.
63. Zhai Z, Liu W, Kaur M, Luo Y, Domenico J, Samson JM и др. NLRP1 насърчава растежа на тумора чрез засилване на активирането на инфламазома и потискане на апоптозата при метастатичен меланом. Онкоген. 2017; 36 (27): 3820–30. https://doi.org/10.1038/onc.2017.26.
64. Winter RN, Kramer A, Borkowski A, Kyprianou N. Загуба на експресия на протеини каспаза-1 и каспаза-3 при човешки рак на простатата. Cancer Res. 2001 г.; 61 (3): 1227–32.
65. Wang M, Chen X, Zhang Y. Биологични функции на Gasdermins при рак: от молекулярни механизми до терапевтичен потенциал. Front Cell Dev Biol. 2021; 9: 189.
66. Yu P, Zhang X, Liu N, Tang L, Peng C, Chen X. Пироптоза: механизми и заболявания. Сигнален трансдукт Tar. 2021; 6 (1): 1–21.
67. Ibrahim J. Op de Beeck K, Fransen E, Croes L, Beyens M, Suls A, Vanden Berghe W, Peeters M, Van camp G. Анализът на метилиране на Gasdermin E показва голямо обещание като биомаркер за колоректален рак. Cancer Med. 2019; 8 (5): 2133–45. https://doi.org/10.1002/cam4.2103.
68. Tan Y, Chen Q, Li X, Zeng Z, Xiong W, Li G и др. Пироптоза: нова парадигма на клетъчната смърт за борба с рака. J Exp Clin Cancer Res. 2021; 40 (1): 1–15.
69. Fucikova J, Kepp O, Kasikova L, Petroni G, Yamazaki T, Liu P, et al. Откриване на имуногенна клетъчна смърт и нейното значение за лечението на рак. Клетъчна смърт Dis 2020; 11 (11): 1–13, 1013. https://doi.org/10.1038/s41419-020-03221-2.
70. Wang Q, Wang Y, Ding J, Wang C, Zhou X, Gao W и др. Биоортогонална система разкрива антитуморната имунна функция на пироптозата. Природата. 2020 г.; 579 (7799): 421–6. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2079-1.
71. Xi G, Gao J, Wan B, Zhan P, Xu W, Lv T, et al. GSDMD е необходим за ефекторните CD8+ Т-клетъчни отговори към белодробни ракови клетки. Int Immunopharmacol. 2019;74: 105713. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2019.105713.
72. Liu Y, Fang Y, Chen X, Wang Z, Liang X, Zhang T и др. Gasdermin E–E-медиираната пироптоза на прицелните клетки от CAR Т клетки предизвиква синдром на освобождаване на цитокини. Sci Immunol. 2020; 5 (43).
73. Erkes DA, Cai W, Sanchez IM, Purwin TJ, Rogers C, Field CO, et al. Мутантните BRAF и MEK инхибитори регулират туморната имунна микросреда чрез пироптоза. Рак Discov. 2020; 10 (2): 254–69. https://doi.org/10.1158/2159- 8290.CD-19-0672.
74. Gao Y, Zhang H, Zhou N, Xu P, Wang J, Gao Y и др. Заредените с метотрексат микровезикули, получени от туморни клетки, могат да облекчат жлъчната обструкция при пациенти с екстрахепатален холангиокарцином. Nat Biomed Eng. 2020; 4 (7): 743–53. https://doi.org/10.1038/s41551-020-0583-0.
75. Zheng Z, Bian Y, Zhang Y, Ren G, Li G. Метформин активира AMPK/SIRT1/NF- κB пътя и индуцира митохондриална дисфункция за задвижване на каспаза3/GSDME-медиирана пироптоза на ракови клетки. Клетъчен цикъл. 2020; 19 (10): 1089–104. https://doi.org/10.1080/15384101.2020.1743911.
76. Elion DL, Jacobson ME, Hicks DJ, Rahman B, Sanchez V, Gonzales-Ericsson PI, et al. Терапевтично активният RIG-I агонист индуцира имуногенно убиване на туморни клетки при рак на гърдата. Cancer Res. 2018; 78 (21): 6183–95. https://doi.org/1 0.1158/0008-5472.CAN-18-0730.
77. Chen L, Li Q, Zheng Z, Xie J, Lin X, Jiang C и др. Проектирайте и оптимизирайте N-заместен EF 24 като ефективен и нискотоксичен NF-κB инхибитор за терапия на рак на белия дроб чрез превключване от апоптоза към пироптоза. Chem Biol Drug Des. 2019; 94 (1): 1368–77. https://doi.org/10.1111/cbdd.13514.
78. Chen L, Weng B, Li H, Wang H, Li Q, Wei X и др. Производно на тиопиран с ниска токсичност за мишки с терапевтичен потенциал при рак на белия дроб, действащо чрез NF-κB медиирано превключване от апоптоза към пироптоза. апоптоза. 2019 г.; 24 (1): 74–82. https://doi.org/10.1007/s10495-018-1499-y.
79. Fan JX, Deng RH, Wang H, Liu XH, Wang XN, Qin R, et al. Пироптоза на туморни клетки, базирана на епигенетика, за подобряване на имунологичния ефект на химиотерапевтичните наноносители. Nano Lett. 2019; 19 (11): 8049–58. https://doi. org/10.1021/acs.nanolett.9b03245.
80. Lu C, Guo C, Chen H, Zhang H, Zhi L, Lv T, et al. Нов химерен PD1- NKG2D-41BB рецептор повишава антитуморната активност на NK92 клетки срещу човешки рак на белия дроб H1299 клетки чрез задействане на пироптоза. Mol Immunol. 2020; 122: 200-6. https://doi.org/10.1016/j.molimm.2020.04.016.
