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在癌症治疗中，诱导程序性细胞死亡（PCD）意义重大。研究人员探究 OSW-1 靶向氧化甾醇结合蛋白（OSBPs）的治疗潜力。结果发现，OSW-1 可诱导 RIP1/RIP3 非依赖的坏死性凋亡，还能增强结直肠癌对 anti-PD-1 免疫治疗的敏感性，为抗癌治疗提供新思路。
在癌症治疗的战场上，诱导癌细胞发生程序性细胞死亡（PCD）一直是关键策略。除了人们熟知的细胞凋亡，坏死性凋亡（necroptosis）也逐渐走入科研人员的视野，成为抗癌研究的新焦点。坏死性凋亡在应对严重应激和细胞凋亡受阻时发挥着重要作用，它会导致细胞膜完整性丧失、细胞质透明化、细胞器肿胀等形态学变化，同时还会释放细胞内的高迁移率族蛋白 B1（HMGB1）和三磷酸腺苷（ATP）等物质，引发免疫反应 。然而，在肿瘤发展过程中，坏死性凋亡相关的关键蛋白，如受体相互作用蛋白 1（RIP1）、RIP3 和混合谱系激酶结构域样蛋白（MLKL），常常发生突变或下调，这使得肿瘤细胞能够逃避坏死性凋亡的 “制裁”，也为癌症治疗带来了挑战。
在此背景下，一种从植物中提取的天然化合物 OSW-1 进入了研究人员的视线。OSW-1 对多种癌细胞具有极强的细胞毒性，其半抑制浓度（IC50）可达皮摩尔至低纳摩尔级别，但对正常细胞的毒性却低得多。尽管它在体外表现出色，可在体内实验中，由于免疫缺陷肿瘤模型中的剂量限制性毒性，其进一步开发受到了阻碍。而且，OSW-1 的作用机制尚未完全明确，这也限制了它在抗癌治疗中的应用。
为了深入挖掘 OSW-1 的抗癌潜力，来自美国南加州大学凯克医学院（Keck School of Medicine of University of Southern California）、匹兹堡大学医学院（University of Pittsburgh School of Medicine）等机构的研究人员开展了一项重要研究，相关成果发表在《Cell Death & Differentiation》杂志上。
研究人员在探索过程中使用了多种技术方法。在细胞实验方面，运用细胞培养和药物处理技术，用 OSW-1 处理多种细胞系，观察细胞的生存和死亡情况；采用蛋白质和 mRNA 表达分析技术，检测相关蛋白和基因的表达变化；借助转染、腺病毒感染和基因编辑技术（CRISPR/Cas9），改变细胞内基因的表达，探究基因在 OSW-1 作用机制中的功能。在动物实验方面，构建了多种小鼠肿瘤模型，如 MC38-C57BL/6 同基因肿瘤模型和 HCT116 异种移植瘤模型，评估 OSW-1 在体内的抗癌效果和免疫调节作用。
下面来看看具体的研究结果。首先，研究人员发现 OSW-1 是一种新型的 RIP1/RIP3 非依赖的坏死性凋亡诱导剂。他们在分析了 50 多种抗癌药物后，发现 OSW-1 能在结直肠癌细胞系中诱导坏死性凋亡，无论这些细胞是否表达 RIP3。通过一系列实验，如细胞染色、蛋白质印迹、透射电子显微镜观察等，证实了 OSW-1 诱导的细胞死亡具有坏死性凋亡的典型特征，且该过程不依赖 RIP1 和 RIP3，而是依赖 MLKL。
其次，OSW-1 诱导的坏死性凋亡由 p53 依赖的 PUMA 转录上调介导。研究人员发现，OSW-1 的敏感性与结直肠癌细胞中 p53 的状态相关，p53 野生型细胞系对 OSW-1 更为敏感。OSW-1 处理后，p53 和 PUMA 的表达上调，且这种诱导作用依赖于 p53 的转录激活。敲除或敲低 p53、PUMA 会抑制 OSW-1 诱导的坏死性凋亡，而重新引入野生型 p53 或 PUMA 则能恢复该过程。
进一步研究发现，OSW-1 通过促进 p53 稳定和 K120 乙酰化来上调 PUMA 转录并诱导坏死性凋亡。OSW-1 处理细胞后，p53 的半衰期延长，Mdm2（一种 E3 泛素连接酶，可负向调节 p53 稳定性）的蛋白水平下降。同时，OSW-1 还促进了 p53 赖氨酸 120（K120）的乙酰化，这种修饰对于 PUMA 的上调和坏死性凋亡的诱导至关重要。
OSW-1 诱导 p53 K120 乙酰化和坏死性凋亡的机制与 OSBP/ORP4 蛋白降解和内质网应激（ER stress）有关。OSW-1 处理会导致 OSBP 和 ORP4 蛋白水平下降，同时诱导内质网应激反应。转染 OSBP 和 / 或 ORP4 可抑制 OSW-1 诱导的坏死性凋亡相关事件，而敲低 OSBP 和 ORP4 则会促进这些事件的发生。
在 OSW-1 诱导的坏死性凋亡过程中，CaMKIIδ 介导的 MLKL 磷酸化发挥了重要作用。研究发现，OSW-1 诱导的细胞死亡涉及 p53/PUMA 依赖的线粒体钙内流，这一过程会激活 CaMKIIδ。抑制 CaMKIIδ 或敲除其基因会抑制 OSW-1 诱导的细胞死亡、MLKL 磷酸化和 HMGB1 释放。
在体内实验中，OSW-1 在 p53/PUMA 依赖的方式下抑制肿瘤生长并诱导抗肿瘤免疫反应。在 MC38-C57BL/6 小鼠模型中，OSW-1 显著抑制了肿瘤生长，且这种抑制作用伴随着 p53、PUMA 的诱导和 MLKL 的磷酸化，但没有激活 caspase（细胞凋亡的标志性蛋白）。同时，OSW-1 还诱导了肿瘤内 CD3+和 CD8+ T 淋巴细胞、CD11c+树突状细胞（DCs）的浸润，以及肿瘤和脾脏中 TNFA 和 IFNB1 的 mRNA 表达上调。
此外，OSW-1 能在 p53/PUMA 依赖的方式下增强 anti-PD-1 免疫治疗的效果。研究人员发现，OSW-1 处理的细胞中 PD-1 配体 PD-L1 减少。在小鼠实验中，OSW-1 与 anti-PD-1 抗体联合使用，显著抑制了肿瘤生长，延长了小鼠的生存期，增强了抗肿瘤免疫反应，且这种效果依赖于 p53 和 PUMA。
最后，研究人员还评估了免疫反应对 OSW-1 抗肿瘤反应的贡献。结果发现，耗尽 CD8+ T 细胞会消除 OSW-1 对野生型 MC38 肿瘤的抑制作用，在免疫缺陷的 NSG 小鼠中，OSW-1 单独或与 anti-PD-1 联合使用均无效，这表明 OSW-1 的体内活性依赖于抗肿瘤免疫反应。
综合上述研究，研究人员发现了 OSW-1 通过一种全新的 p53/PUMA 介导且 RIP1/RIP3 非依赖的坏死性凋亡途径发挥强大的抗癌作用。这一发现不仅揭示了 OSW-1 的抗癌新机制，还为开发新型抗癌疗法提供了理论依据。通过利用 OSW-1 诱导的坏死性凋亡引发的抗肿瘤免疫反应，有望改善癌症治疗效果，尤其是对那些对免疫检查点抑制剂不敏感的癌症患者，为他们带来新的希望。
