综述:调控肿瘤细胞焦亡的治疗策略:挑战与机遇

【字体: 时间:2025年04月10日 来源:Biomarker Research 9.5

编辑推荐:

  本文系统阐述了gasdermin(GSDM)家族介导的肿瘤细胞焦亡(CCP)在抗肿瘤免疫中的双重作用,揭示了其通过caspase-3/GSDME等通路触发膜穿孔和炎症因子释放的分子机制。作者深入探讨了化疗药物、靶向疗法及纳米载体诱导焦亡的策略,并指出其与免疫检查点抑制剂(如PD-1)联用的协同潜力,为克服肿瘤耐药性提供了新思路。

  

细胞死亡的革命性发现:焦亡的双面舞台
近年来,gasdermin(GSDM)家族蛋白的发现彻底改变了人们对程序性细胞死亡的认识。这些蛋白质如同细胞膜上的"爆破手",其N端结构域被caspase蛋白酶切割后,能在细胞膜上形成纳米级孔隙,引发被称为焦亡(pyroptosis)的炎症性细胞死亡。与传统的凋亡不同,焦亡伴随着细胞膜破裂和大量炎症因子(如IL-1β、IL-18)的释放,在肿瘤微环境(TME)中掀起免疫风暴。

焦亡的两幕剧:可逆警报与致命爆破
焦亡过程被划分为两个截然不同的阶段:

  • 亚细胞透化阶段:GSDM-N端结构域不仅靶向质膜,还会在线粒体、溶酶体等细胞器膜上打孔。有趣的是,此时细胞仍可通过ESCRT-III膜修复系统或Mg2+抑制P2X7钙通道逆转死亡命运。
  • 细胞裂解阶段:随着NINJ1蛋白介导的质膜彻底崩解,细胞内容物倾泻而出,这种死亡不可逆转。研究显示,仅10-15%肿瘤细胞发生焦亡就足以激活显著的抗肿瘤免疫反应。

肿瘤细胞的独特焦亡密码
与免疫细胞依赖炎症小体(如NLRP3)激活caspase-1/GSDMD通路的经典路径不同,肿瘤细胞焦亡更多由化疗药物通过非经典途径触发:

  • GSDME路线:顺铂、多西他赛等通过caspase-3切割GSDME
  • GSDMC路线:缺氧条件下,PD-L1入核上调GSDMC,被caspase-8激活
  • GSDMB路线:细胞毒性淋巴细胞释放的颗粒酶A(GZMA)直接切割GSDMB
    值得注意的是,黑色素瘤中发现的ROS-Tom20-Bax-caspase-GSDME通路揭示,连铁剂补充都能通过增强ROS信号促进焦亡。

焦亡:免疫系统的双刃剑
焦亡释放的损伤相关分子模式(DAMPs)如HMGB1,能招募树突状细胞和CD8+T细胞,形成免疫热肿瘤。临床数据显示,膀胱癌患者焦亡相关分子高表达与更好的化疗反应相关。然而,慢性焦亡产生的IL-1β反而可能促进肿瘤进展,这种矛盾性提示精准调控的重要性。

治疗策略的创新突破
研究者已开发出多种诱导焦亡的精准武器:

  • 表观遗传调控:地西他滨(DAC)去甲基化激活GSDME表达
  • 纳米技术:负载GSDMA3的生物正交系统使4T1肿瘤完全消退
  • 病毒疗法:重组麻疹病毒rMV-Hu191通过caspase-3/GSDME通路治疗食管鳞癌
  • 代谢干预:二甲双胍通过miR-497/PELP1轴激活GSDMD

挑战与未来方向
当前研究存在诸多争议,例如颗粒酶B(GZMB)是否依赖caspase-3激活GSDME仍无定论。肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)的焦亡可能通过ATP释放促进免疫抑制,这种复杂相互作用需要更深入解析。未来研究应聚焦:

  1. 开发特异性靶向肿瘤细胞的GSDM激活剂
  2. 探索焦亡与其他死亡方式(如铁死亡)的crosstalk
  3. 建立预测治疗反应的生物标志物体系

这场由gasdermin蛋白掀起的细胞死亡革命,正为肿瘤治疗开辟充满可能性的新疆域。从化疗药物到基因工程病毒,科学家们不断丰富着诱导焦亡的工具箱,而对其分子机制的深入理解,将助力我们更精准地驾驭这把免疫双刃剑。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号