Піроптоз на передньому краї протипухлинного імунітету
Nov 14, 2023
Анотація
Стійкість пухлини до апоптозу та імуносупресивне мікрооточення пухлини є двома основними причинами поганої терапевтичної відповіді під час втручання раку. Піроптоз, літичний і запальний шлях запрограмованої клітинної смерті, відмінний від апоптозу, згодом викликав значний інтерес серед дослідників раку через його потенціал для клінічного використання та вирішення цих проблем. Останні дані вказують на те, що індукція піроптозу в пухлинних клітинах призводить до сильної запальної відповіді та помітної регресії пухлини. В основі його протипухлинного ефекту піроптоз опосередковується пороутворюючими білками гастрину, які полегшують активацію та інфільтрацію імунних клітин шляхом вивільнення ними прозапальних цитокінів та імуногенного матеріалу після розриву клітини. Проте, враховуючи його запальну природу, аберрантний піроптоз також може бути залучений до формування мікрооточення, що підтримує пухлину, про що свідчить активізація білків гастрину при деяких видах раку. У цьому огляді представлені молекулярні шляхи, що ведуть до піроптозу, а потім огляд, здавалося б, заплутаних зв’язків між піроптозом і раком. Ми описуємо те, що відомо про вплив піроптозу на протипухлинний імунітет, і даємо уявлення про потенціал використання піроптозу як інструменту та застосування його до нових або існуючих протипухлинних стратегій.
cistanche tubulosa - покращує імунну систему
Ключові слова: піроптоз, протипухлинний імунітет, газдермін, рак, імунний ландшафт
Фон
Хоча довго не було відкрито, існування та фізіологічне значення шляхів запрограмованої клітинної смерті (PCD), відмінних від апоптозу, останніми роками привернули все більший інтерес, частково через високу поширеність резистентності до апоптозу в пухлинах [1]. З цих різних форм піроптоз, некротична та літична PCD, вирізняється з-поміж інших своєю здатністю індукувати потужну запальну відповідь [2]. Подібно до некроптозу, запрограмованої форми некрозу, вважається, що піроптоз існує головним чином як захист від патогенів, викликаючи антимікробну відповідь через вивільнення імуногенного клітинного вмісту, включаючи пов’язані з пошкодженням молекулярні структури (DAMP) і запальні цитокіни [3]. На відміну від некроптозу, який опосередковується доменоподібною псевдокіназою кінази змішаної лінії (MLKL) і незалежною від каспази [4], піроптоз опосередковується білками сімейства гастрину (GSDM) і, як і апоптоз, значною мірою залежить від каспази [5]. Інші форми регульованого некрозу, такі як фероптоз, також нещодавно з’явилися [6–10] і порівнюються разом із некрозом та апоптозом у таблиці 1.
Прагнення подолати рак та його серйозні глобальні наслідки неодноразово змушували нас стикатися з обманом смерті та виявлення раковими клітинами. Незважаючи на те, що піроптоз все ще є відносно невідомим процесом, він є потенційно придатним для використання та потужним засобом не лише для обходу резистентності до апоптозу, але й для активації пухлиноспецифічного імунітету та/або підвищення ефективності існуючих методів лікування. Тут ми обговорюємо сучасні знання про піроптоз у контексті протипухлинного імунітету, щоб дати уявлення про його потенціал для боротьби з раком.
Таблиця 1 Порівняння окремих форм клітинної смерті
Піроптоз з першого погляду
Піроптоз вперше був описаний у 1990-х роках у макрофагів, інфікованих сероваром S. enterica Typhimurium (S. Typhimurium) [11] і S. flexneri [12]. Хоча спочатку вважалося, що це процес апоптозу, подальше дослідження показало, що ця спричинена бактеріями загибель клітин значною мірою залежить від каспази-1 [13], каспази, яка не бере участі у виконанні апоптозу (тобто каспази{{6 }}). Незабаром після цього, у 2001 році, цей PCD був названий піроптозом, або «вогняним падінням», щоб описати вивільнення прозапальних сигналів клітинами, що вмирають. Піроптотичні клітини мають кілька спільних ознак з апоптотичними клітинами, наприклад конденсацію хроматину та фрагментацію ДНК, але відрізняються неушкодженим ядром, утворенням пір, набуханням клітин та осмотичним лізисом (табл. 1) [14]. Як правило, піроптотичний розрив клітин досягається через опосередковану каспазою активацію пороутворюючих білків GSDM після зв’язування DAMP або патогенно-асоційованих молекулярних структур (PAMP) [15]. Ці самі каспази можуть також прямо чи опосередковано сприяти дозріванню прозапальних цитокінів, які, поряд з DAMP, ініціюють або продовжують запальну реакцію при вивільненні. Незважаючи на те, що піроптоз відіграє важливу захисну роль у виведенні патогенів, піроптоз вважається ускладнюючим фактором кількох захворювань людини, таких як серцево-судинні захворювання [16], нейродегенеративні захворювання [17] та ВІЛ/СНІД [18]. Метаболічні розлади, такі як діабет, також можуть бути викликані піроптозом через хронічне запалення та вироблення цитокінів, що перешкоджають інсуліну [19]. У раку роль піроптозу виявляється подвійною. З одного боку, піроптоз може швидко призвести до регресії пухлини, а з іншого – сприяти розвитку мікрооточення пухлини. Отже, ракові клітини можуть або пригнічувати, або стимулювати піроптоз, щоб підтримувати їх прогресування залежно від контексту.
Переваги Cistanche tubulosa- зміцнити імунну систему
Молекулярні механізми піроптозу
ймовірно, зросте в майбутньому, на сьогоднішній день існує два основних і кілька альтернативних шляхів, які були з’ясовані (рис. 1). У основних шляхах піроптоз індукується GSDMD і включає запальну каспазу-1 (канонічний шлях) або каспазу-4/5 (або мишачу каспазу-11) (неканонічний шлях). З альтернативних шляхів найбільш поширеним є індукований GSDME піроптоз через каспазу-3 [5], хоча також повідомлялося про інші шляхи, що включають інших членів родини GSDM та каспази або гранзими. Структурно GSDMA, GSDMB, GSDMC, GSDM D і GSDME складаються з N-кінцевого пороутворюючого домену та C-кінцевого регуляторного домену, які об’єднані лінкерною областю [20]. За нормальних умов лінкерна область дозволяє С-кінцевому домену згортатися поверх N-кінцевого домену та функціонально пригнічувати його летальну активність. Однак розщеплення на сайті лінкера каспазами або гранзимами позбавляє цієї автоінгібіторної структури та призводить до транслокації фрагмента N-кінцевого домену в плазматичні та мітохондріальні мембрани. Після зв’язування N-кінцевий домен олігомеризується та утворює трансмембранні пори, які сприяють секреції прозапального вмісту, наприклад інтерлейкіну (IL)- 1 та IL-18, і викликають лізис клітин через осмотичний бар’єр порушення [21]. У наступних розділах надається стислий виклад кроків, які беруть участь у кожному із шляхів, що ведуть до піроптозу.
Канонічний інфламмасомний шлях
У канонічному шляху запалення до піроптозу розпізнавання DAMP (наприклад, фібриногену, білків теплового шоку, ДНК) та/або PAMP (наприклад, флагелліну, гліканів, ліпополісахаридів (LPS)) рецепторами розпізнавання образів (PRR) призводить до активації відповідні цитозольні сигнальні комплекси, які називаються інфламмасомами, які зазвичай складаються з сенсорного білка, адаптора та ефекторної каспази [22]. Незважаючи на те, що в цьому процесі задіяні різноманітні PRR, такі як NOD-подібні рецептори (NLR) і toll-подібні рецептори (TLR), відомо, що лише підмножина з них здатна безпосередньо збирати інфламмасоми та активувати каспазу цистеїнової протеази{ {3}} [23]. Зокрема, датчики PRR/інфламмасоми в цій підгрупі включають сімейство NLR, що містить піриновий домен (NLRP)1, NLRP3, NLRP4, відсутній у меланомі 2 (AIM2), і пірин. Після їх активації більшість цих сенсорів взаємодіє з асоційованим з апоптозом адапторним білком CARD (ASC), який активує каспазу-1 через залучення та розщеплення прокаспази-1. На додаток до звільнення та активації летального N-кінцевого домену GSDMD (GSDMD-N), каспаза-1 також дозріває про-IL-1 та про-IL-18 в IL{{22 }} та IL-18, які вивільняються через некротичні пори мембрани, утворені GSDM DN [24].
Переваги cistanche tubulosa - Протипухлинний
Неканонічний інфламмасомний шлях
На відміну від канонічного інфламмасомного шляху, неканонічний інфламмасомний шлях не залежить від каспази-1 і натомість залежить від каспази-4 та -5 у людей і каспази-11 у мишей [25]. Активація цих каспаз відбувається шляхом прямого зв’язування LPS з відповідними про-каспазами та обходить потребу в датчиках запалення. Походить від грамнегативних бактерій, цитоплазматична доставка LPS може відбуватися через інфекцію або мембранні везикули. Хоча ці каспази не активують безпосередньо IL-1 та IL-18, їх ініціювання піроптозу через розщеплення GSDMD призводить до відтоку іонів калію, що активує запалення NLRP3 і посилює дію каспази{{11} } [26].
Рис. 1 Схема сигнальних шляхів піроптозу. Канонічний інфламмасомний шлях до піроптозу індукується різними подразниками та призводить до активації каспази-1, тоді як неканонічний шлях індукується ЛПС і призводить до активації каспази-4/5. Як активована каспаза-1, так і каспаза-4/5 розщеплюють автоінгібований GSDMD у його лінкерній області, щоб звільнити N-кінцевий домен GSDMD (GSDMD-N) від його репресорного С-кінцевого домену (GSDMD-C) . Потім GSDMD-N переміщується на плазматичну мембрану та піддається олігомеризації та утворенню пор, що спричиняє підвищення осмотичного тиску та, зрештою, лізис клітин. Утворення пор також сприяє вивільненню внутрішньоклітинного вмісту та запальних цитокінів IL-18 та IL-1 після їх активації каспазою-1. За допомогою альтернативних шляхів GSDMD також може розщеплюватися каспазою-8, подібно до GSDME, який додатково може розщеплюватися каспазою-3 та гранзимом B. Крім того, GSDMD-N та GSDMB-N також можуть відповідно активувати NLRP3 або каспаза-4. В інших альтернативних шляхах GSDMB розщеплюється каспазою-1 або гранзимом A, тоді як GSDMC розщеплюється каспазою-8 та транскрипційно регулюється під дією гіпоксії через взаємодію pSTAT3 із запрограмованим лігандом смерті 1. Механізми GSDMA -опосередкований піроптоз ще не з'ясований. AIM2, відсутній у меланомі 2; DAMPs, пов’язані з небезпекою молекулярні структури; FADD, Fas-асоційований білок домену смерті; GSDMA/B/C/D/E, гастрин A/B/C/D/E; IL, інтерлейкін; ЛПС, ліпополісахариди; NLRP1/3/4, сімейство NLR, що містить піриновий домен 1/3/4; PAMPs, молекулярні структури, пов’язані з патогенами; RIPK1, серин/треонін-протеїнкіназа 1, що взаємодіє з рецепторами; pSTAT3, перетворювач фосфосигналу та активатор транскрипції 3; TAK1 (також відомий MAP 3 K7), трансформуючий фактор росту бета-активована кіназа 1
Альтернативні шляхи
Було виявлено, що в певних контекстах, таких як хіміотерапія або таргетна терапія раку, шлях від апоптозу до піроптозу може індукуватися через каспазу- 3 [5]. Хоча каспази -3 головним чином пов’язані з виконанням апоптозу та морфологічними змінами, каспази -3 можуть опосередковувати піроптоз через розщеплення GSDME, що подібним чином призводить до утворення пор GSDME-N і пермеабілізації мембрани. Коли рівні GSDME високі, після активації каспази -3 швидко виникає піроптоз, але коли рівні GSDME низькі, натомість викликається апоптоз [5]. Враховуючи, що більшість протеаз, які беруть участь у піроптозі, також можуть опосередковувати апоптоз, коли їх відповідний білок GSDM відсутній [27, 28], можна припустити, що баланс між піроптозом і апоптозом значною мірою залежить від рівнів білка GSDM. Однак ця ідея потребує додаткових доказів, оскільки вона суперечить дослідженням, які заперечують роль GSDME у піроптозі [29, 30]. Повідомлялося також про декілька інших альтернативних шляхів піроптозу, які коротко включають розщеплення GSDMD каспазою-8 [31], розщеплення GSDME каспазою-8 [32] або гранзимом B (GzmB) [33], Розщеплення GSDMB каспазою-1 [34] або гранзимом A (GzmA) [35], розщеплення GSDMC каспазою- 8 та посилення транскрипції активованим гіпоксією програмованим лігандом смерті 1 (PD-L1) і pSTAT3 [36] та утворення пор GSDMA через невідомий механізм [37].
Переваги cistanche tubulosa - Протипухлинний
Піроптоз та його складові при раку
Неясна роль піроптозу в раку, здається, є контекстною та залежить від типу клітин, генетики та тривалості індукції піроптозу. Після аберантної експресії та тривалої активності GSDM, інфламмасоми та/або прозапальні цитокіни можуть сприяти розвитку пухлинної патології шляхом індукції імуносупресивних клітин, сприяння переходу епітелію в мезенхіму та/або активації матриксних металопротеїназ для ремоделювання позаклітинного матриксу [38]. Нещодавно було виявлено, що піроптоз може сприяти прогресуванню пухлини при колоректальному раку (КРР) шляхом збільшення експресії ядерного антигену проліферуючих клітин через вивільнення білка 1 боксу високомобільної групи (HMGB1) [39]. У гіпоксичних областях ксенотрансплантатів MDA-MB-231 у голих мишей також повідомлялося, що PD-L1-опосередковане переключення апоптозу на піроптоз сприяє хронічному некрозу пухлини [36], що може сприяти росту пухлини та перешкоджають протипухлинному імунітету [40]. Однак, поєднуючи ці ефекти, піроптоз також може розпочати пригнічення пухлини та її виконання [5, 33, 41–43]. Наприклад, у клітинах гепатоцелюлярної карциноми (HCC) індукція піроптозу через активацію запалення NLRP3 значно перешкоджає метастатичному потенціалу in vitro та росту пухлини in vivo в моделі ксенотрансплантата миші [44]. Ідея про те, що придушення піроптозу надає селективну перевагу клітинам ГЦК, додатково підтверджується спостереженням про те, що рівні мРНК і білка каспази -1 активно знижуються в тканинах і клітинних лініях ГЦК людини [45].
Враховуючи подвійну роль піроптозу, його молекулярні компоненти, як і слід було очікувати, аномально та диференційовано експресуються в різних ракових пухлинах (табл. 2). Наприклад, GSDM дерегулюються при раку молочної залози, шлунка, шийки матки та легенів, серед іншого, і, як було показано, контролюють проліферацію, метастази, терапевтичну резистентність та протипухлинний імунітет, діючи або як онкогени, або як пухлинні супресори [65, 66] . При раку шлунка (GC) експресія GSDMD була помітно знижена та призвела до посилення проліферації пухлини як in vitro, так і in vivo, можливо, шляхом прискорення переходу клітин S/G2 [57]. Навпаки, рівні білка GSDMD були значно підвищені при недрібноклітинному раку легенів (НМРЛ) порівняно з суміжними контрольними групами та були пов’язані зі збільшенням розміру пухлини, більш розвиненими стадіями метастазування вузлів пухлини та, при аденокарциномі легенів (ЛУАД), гіршим прогнозом [27]. ]. Крім того, нокдаун GSDMD у клітинах NSCLC послабив їх проліферацію через індукцію апоптозу та інгібування сигналізації EGFR/Akt. Подібно до GSDMD, експресія GSDME також була знижена при GC, а також при раку молочної залози та CRC [47, 59, 67]. Зокрема, у CRC нокдаун GSDME збільшив клітинну інвазивність і кількість колоній, тоді як надмірна експресія GSDME зменшила ріст клітин і утворення колоній [51]. При дослідженні хірургічних зразків первинного РХ експресія GSDMC спостерігалася лише в деяких випадках, хоча контрастно регулювалася в CRC, де вона сприяла канцерогенезу та проліферації in vitro та росту пухлини in vivo [50]. Більш високі рівні GSDMB також корелювали з вищими показниками метастазування та нижчими показниками виживання пацієнтів з раком молочної залози [46]. Серед інших компонентів піроптозу експресія AIM2 була помітно знижена або відсутня у більшості пухлин КРР, що спостерігалися та були пов’язані з поганими результатами для пацієнтів [52]. Низькі рівні AIM2 також корелювали з більш прогресуючою пухлинною прогресією при ГЦК, тоді як надмірна експресія AIM2 послаблювала проліферацію та інвазію клітин [61]. Рівні NLRP1 були аналогічно знижені в пухлинних тканинах КРР і пов’язані зі збільшенням метастазування та поганою виживаністю [54]. Тим не менш, NLRP1 також був причетний до підтримки пухлини. У меланомі, наприклад, виявлено, що NLRP1 сприяє набутій резистентності до ліків [62], а при раку молочної залози він був надмірно експресований у первинних тканинах і пов’язаний з метастазами в лімфатичних вузлах [49]. У мишей NLRP1 також сприяв проліферації раку молочної залози, інвазії, метастазування та пухлиногенності [49]. Якщо рухатися далі, то рівні мРНК каспази-1 були значно знижені в тканинах раку молочної залози пацієнтів [48], а втрата каспази-1 була пов’язана з пухлиноутворенням простати [64] і КРР [53]. Незважаючи на очевидну пухлинопригнічувальну роль у цих видах раку, експресія каспази -1 була помітно збільшена в тканинах гліоми людини, і було припущено, що вона відіграє ключову роль у проліферації та міграції клітин гліоми через контроль піроптозу та подальший внесок у місцеву пухлину мікросередовище [60].
Зайве говорити, що з’ясування зв’язку між піроптозом і раком і надалі вимагатиме ретельного дослідження. Враховуючи відсутність консенсусу в дослідженнях, однією з важливих проблем буде виявлення та об’єднання специфічних для пухлини ролей і регуляції кожного піроптотичного молекулярного компонента. З урахуванням кількох шляхів, що ведуть до піроптозу, і кількох компонентів, що перекриваються, можна припустити, що характеристика загального пухлиноспецифічного ефекту кожного шляху, а не індивідуальних ефектів кожного компонента, може бути більш ефективною стратегією для розуміння та/або передбачення модуляції піроптозу пухлини. Тим не менш, оскільки нові шляхи піроптозу все ще відкриваються, прогалини в наших знаннях можуть завадити нам зрозуміти будь-які більші модулюючі теми, доки всі відповідні сигнальні шляхи не будуть з’ясовані та відповідно організовані в рамках поточної схеми або нової.
Таблиця 2. Експресія вибраних піроптотичних компонентів у ракових пухлинах та пов’язані з ними наслідки
Таблиця 2. Експресія вибраних піроптотичних компонентів у ракових пухлинах та пов’язані з ними наслідки (продовження)
Зв'язок між піроптозом і протипухлинним імунітетом
Здатність клітинної смерті викликати адаптивну імунну відповідь відома як імуногенна клітинна смерть (ICD). Зокрема, імуногенний потенціал вмираючої ракової клітини визначається її антигенними та ад’ювантними властивостями, такими як наявність пухлиноасоційованих антигенів та вивільнення ендогенних DAMP відповідно [68, 69]. На відміну від апоптозу, який за своєю суттю є імунно-толерантним процесом, піроптоз володіє молекулярним механізмом, щоб викликати потужну запальну відповідь, і в деяких випадках вважається формою ICD [33]. Хоча зв’язок між піроптозом і протипухлинним імунітетом ще не з’ясований, все більше досліджень демонструють, що опосередковане піроптозом очищення пухлини досягається шляхом посилення імунної активації та функції. Крім того, на додаток до спонтанного запуску через різні стресори та перемикання апоптозу на піроптоз, піроптоз пухлинних клітин може бути безпосередньо індукований певними імунними клітинами, що свідчить про те, що піроптоз може брати участь у циклі позитивного зворотного зв’язку протипухлинного імунітету. У наступних розділах висвітлюються останні дослідження, що стосуються піроптозу в протипухлинному імунітеті, відповідно до залученого білка GSDM.
Цистанче корисний для чоловіків - зміцнює імунну систему
Натисніть тут, щоб переглянути продукти Cistanche Enhance Imunity
【Запитуйте більше】 Електронна пошта:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692
GSDMA
борат (Phe-BF3) у поєднанні з доставкою наночастинок золота (NP), Wang et al. повідомили про успішну доставку мишачої ізоформи GSDMA, Gsdma3, вибірково в ракові клітини людського HeLa (шийки матки), EMT6 миші (молочні залози) і мишачого 4 T1 (молочні залози), що призводить до піроптозу в 20–40% клітин залежно від клітини. лінія [70]. Коли цю систему доставки застосовували до мишей BALB/c, яким підшкірно імплантували 4 клітини T1 або EMT6 після двох тижнів росту, три раунди лікування NP–Gsdma3 і Phe-BF3 шляхом внутрішньовенної або внутрішньопухлинної ін’єкції призвели до помітного зменшення пухлини. ; і через 25 днів тягар пухлини був незначним. Для порівняння, не спостерігалося зменшення пухлини, коли NP–Gsdma3 або Phe-BF3 вводили окремо, або коли мутантний неутворюючий NP–Gsdma3 та Phe-BF3 вводили разом, що свідчить про те, що функція Gsdma3 була необхідною для спостережуваного протипухлинного ефекту . Цікаво, що у мишей BALB/c, які отримували NP–Gsdma3 і Phe-BF3, було виявлено, що піроптоз менш ніж у 15% 4 пухлинних клітин Т1 був достатнім для усунення всього трансплантата пухлини молочної залози. Цей ефект регресії пухлини був відсутній у мишей Nu/Nu без зрілих Т-клітин, однак це переконливо вказує на те, що ефект елімінації пухлини опосередкованого Gsdma3-піроптозу принаймні частково залежав від імунної системи. Відповідно, збільшення інфільтрації Т-клітин CD3+, а також зменшення регуляторних клітин CD4+ FOXP3+ Т у мишей BALB/c спостерігалося лише в 4 пухлинах Т1 оброблені NP–Gsdma3 і Phe-BF3. Крім того, виснаження популяцій клітин CD4+ і CD8+ у цій моделі лікування запобігало регресії пухлини, що означає, що і ЦТЛ, і Т-хелпери CD4+ відіграють незамінну роль під час індукованого піроптозом очищення пухлини. У порівнянні з PBS контрольними 4 пухлинами T1 подальший аналіз також показав, що в той час як CD4+, CD8+, природних кілерів (NK) і макрофагів М1 популяція клітин зросла в NP–Gsdma3 і Phe-BF3 пухлин, популяції моноцитів, нейтрофілів, супресорних клітин мієлоїдного походження та макрофагів М2 зменшилися. На додаток до підвищених рівнів IL-1, IL-18 і HMGB1 у сироватці крові та пухлинах було виявлено активацію численних імуностимулюючих і протипухлинних ефекторних генів (наприклад, Cd69, Gzma, Gzmb), а також різні імуносупресивні та пухлинні гени (наприклад, Csf1, Vegfa, Cd274) знижуються в 4 пухлинах T1, оброблених NP–Gsdma3 і Phe-BF3 у мишей BALB/c [70].
ГСДМД
Зосередивши свою увагу на цитотоксичних Т-лімфоцитах (CTL), Сі та його колеги вивчили експресію CTL генів GSDM у зв’язку з маркерами Т-клітин CD8+ у LUAD, плоскоклітинному раку легенів (LUSC) і зразках пухлини меланоми, використовуючи дані з Атласу геному раку (TCGA) [71]. З п’яти членів гена GSDM лише експресія GSDMD показала позитивну кореляцію з маркерними генами Т-клітин CD8+ (наприклад, CD8A, CD8B, PRF1, GZMA, GZMB та IFNG) у CTL у всіх трьох когортах пухлин. Позитивна кореляція між GSDMD та експресією CD8A, GZMB та IFNG у CTL також була помічена в багатьох інших типах пухлин і в 30 зразках первинної пухлини від пацієнтів з НДКРЛ, що ще більше підтверджує зв’язки, виявлені за TCGA. Подальші дослідження показали, що експресія GSDMD в активованих CTL мишей OT-1 була значно збільшена порівняно з наївними Т-лімфоцитами. Подібним чином людські CD8+ Т-клітини посилювали регуляцію GSDMD після їх активації, а в зразках тканин LUAD і LUSC спостерігалися високі рівні білка GSDMD в лімфоцитах, що інфільтрують пухлину (TIL). Як в OT-1, так і в активованих людиною CD8+ Т-клітинах активація каспази-11 або каспази-4 була відповідно посилена, і націлювання на них за допомогою короткої шпилькової РНК, ослабленої GSDMD розщеплення. Коли активовані OT-1 Т-клітини культивували спільно з клітинами карциноми легені Льюїса, що експресують овальбумін (3LL-OVA), спільна локалізація GSDMD і GzmB спостерігалася в CTL поблизу їхніх імунних синапсів; крім того, цитотоксичність CTL щодо клітин 3LL-OVA була зменшена після нокдауну GSDMD. Подібні результати були отримані з використанням ЦТЛ людини та лінії клітин НМРЛ H1299 [71]. Враховуючи, що одним із найважливіших способів, за допомогою якого ЦТЛ вбивають пухлинні клітини, є вивільнення цитотоксичних молекул в імунний синапс, який вони утворюють, було припущено, що доставка GSDMD і GzmB до ефекторних ракових клітин могла бути механізмом, який лежить в основі цитотоксичності ЦТЛ, спостережуваної в це дослідження [71].
GSDMB (GSDMB)
Незабаром після доповіді Сі та його колег кілька досліджень підтвердили механізм індукованого NK- і CTL піроптозу пухлинних клітин через вивільнення гранзиму [33, 35, 72]. На відміну від Xi та ін., однак, Zhou та ін., наприклад, припускали участь GzmA та GSDMB, а не GzmB та GSDMD, у клітинних лініях, які вони досліджували, підтверджуючи думку про те, що реакція клітини на гранзими та GSDM є контекстним і залежить від типу клітини [35, 71]. Зокрема, було виявлено, що примусова експресія GSDMB, але жодних інших членів GSDM, у Т-клітинах ембріональної нирки людини (HEK) - 293, у яких відсутня ендогенна експресія GSDM, викликала піроптотичне знищення 293 Т-клітин спільно культивованим людським NK{{10 }}ІМ клітини [35]. Цікаво, що GSDMB-опосередковане знищення NK-клітинами виявилося незалежним від каспази, оскільки лікування інгібітором пан-каспази не мало ефекту. Однак інгібування гранзимів або дегрануляції NK-клітин і перфорину не тільки блокувало індукований NK-клітинами піроптоз, але й розщеплення GSDMB у 293 Т-клітинах. Було виявлено, що з п’яти людських гранзимів у HEK-293F-клітинах лише GzmA швидко розщеплює GSDMB за схемою, подібною до тієї, що спостерігається в аналізах знищення клітин NK. Коли GzmA електропорували в GSDMB-реконструйовані 293 Т-клітини, призвело до значного розщеплення GSDMB і піроптотичного знищення; але коли мутант GzmA S212A з дефіцитом протеази був електропорований або нерозщеплюваний мутант GSDMB K244A або подвійний мутант K229A/K244A був експресований, індукція піроптозу була значно зменшена. Подібним чином, опосередковане GzmA розщеплення GSDMB було необхідне за фізіологічних умов для піроптотичного знищення 293 Т-клітин NK-клітинами, і будь-які порушення розщеплення, такі як експресія мутанта GSDMB, вказували на резистентність 293 Т-клітин до піроптозу. У клітинних лініях раку людини, які ендогенно експресують GSDMB, зокрема OE19 (карцинома стравоходу), SW837 (CRC) і SKCO1 (CRC), було додатково показано, що доставка GzmA за допомогою електропорації або перфорину була достатньою для індукції GSDMB-опосередкованого піроптозу [35].
Примітно, що інші ракові клітинні лінії з незначними рівнями GSDMB, такі як OE33 (клітини карциноми стравоходу) і HCC1954 (клітини раку молочної залози), можуть бути транскрипційно індуковані для підвищення експресії GSDMB через вплив цитокінів, які зазвичай вивільняються активованими цитотоксичними лімфоцитами, як-от інтерферон-гамма. (IFN-) і фактор некрозу пухлини-альфа (TNF-) [35]. У свою чергу, праймування IFN значно посилювало піроптотичну загибель клітин у ряді цих клітинних ліній, хоча цей ефект зрештою залежав від GzmA. Подібно до інкубації з клітинами NK-92MI, було виявлено, що 293 Т-клітини, що експресують CD19 і GSDMB, зазнають розщеплення GSDMB і піроптозу у відповідь на інкубацію з Т-клітинами людського рецептора химерного антигену (CAR) проти CD19. Це розщеплення та індукція піроптозу, однак, не відбувалися, коли нерозщеплювана версія GSDMB експресувалася в 293 Т-клітинах або коли GZMA був збитий у CAR-T-клітинах. Рухаючись вперед, група продемонструвала, що, хоча GSDMB не має ортологів у мишей, CTL, створені з трансгенних мишей OT-1, можуть використовувати мишачий GzmA (mGzmA) для розщеплення GSDMB людини та індукування піроптозу в клітинах MC38 CRC миші, що експресують GSDMB людини. Застосовуючи ці знання до моделі in vivo, група не виявила помітних відмінностей у зростанні прищеплених мишачих клітин CT26 CRC у мишей BALB/c незалежно від того, був відновлений GSDMB людини в клітинах чи ні. Згодом було висунуто, що розпізнаванню пухлинних клітин CT26 CTL у моделі могло перешкоджати взаємодія білка 1 запрограмованої клітинної смерті (PD-1) та ліганду запрограмованої смерті 1 (PD-L1), отже, запобігання доставці mGzmA CTL в цільові клітини CT26 та індукцію піроптозу клітин CT26. Примітно, що завдяки блокуванню зв’язування PD-1-PD-L1 у моделі через ін’єкцію антитіл PD-1 група змогла дещо зменшити ріст контрольних пухлин CT26 і майже повністю придушити ріст людського GSDMB- пухлини, що експресують CT26. Часткове пригнічення росту пухлини також спостерігалося в пухлинах CT26, що експресують резистентну до GzmA подвійну мутантну форму GSDMB за умов антитіл до PD-1, але лише до ступеня, близького до контрольних пухлин. Група також повідомила про подібні результати, використовуючи більш агресивну модель пухлини меланоми B16-F10 у мишей C57BL/6 [35]. Взяті разом, ці висновки не тільки продемонстрували, що GSDMB-опосередкований піроптоз діє нижче GzmA, але й те, що цитотоксичні лімфоцити можуть доставляти GzmA в GSDMB-експресуючі ракові клітини для полегшення протипухлинного імунітету.
GSDME
Чжан та ін. також повідомили про той самий механізм індукції піроптозу цитотоксичними лімфоцитами, але вказали на участь GSDME та GzmB [33]. На основі цих висновків було продемонстровано, що ектопічна експресія мишачого GSDME (mGSDME) у мишачих клітинах раку молочної залози 4T1E, прищеплених до імунокомпетентних мишей BALB/c, значно пригнічувала ріст пухлини 4T1E і призводила до збільшення інфільтрації NK-клітин і асоційованих з пухлиною макрофагів. (TAMs) [33]. Крім того, NK-клітинами та CD8+ TIL експресія GzmB і перфорину в цих пухлинах зросла, а також CD8+ TIL продукція IFN- і TNF при стимуляції форболом 12- міристатом { {11}}ацетат та іономіцин. І навпаки, експресія нефункціональних або нерозщеплюваних версій mGSDME в клітинах 4T1E значно пом’якшила ці ефекти, тоді як нокаут mGSDME в пухлинах EMT6 мав протилежні ефекти. Коли пухлинні клітини 4T1E, що експресують посилений зелений флуоресцентний білок (eGFP), було імплантовано цим мишам, кількість eGFP-позитивних CD8+ TIL виявилася помітно вищою, коли клітини 4T1E також надмірно експресували mGSDME. eGFP-позитивні TIL у пухлинах із надмірною експресією mGSDME також мали більш високу експресію перфорину та вироблення цитокінів внаслідок фарбування GFP; і подвоєння eGFP-позитивних TAM у цих пухлинах порівняно з контролем чітко вказує на більший фагоцитоз пухлинних клітин, що, можливо, сприяло розвитку протипухлинного адаптивного імунітету. Для дослідження зв’язку між опосередкованим GSDME пригніченням пухлини та імунною відповіддю миші NSG без зрілих лімфоцитів і миші BALB/c з дефіцитом перфорину були окремо використані групою, щоб виявити, що протипухлинна дія GSDME була як на лімфоцити, так і на перфорин. залежить від NK і CD8+ Т-клітин. У ході подальших досліджень було показано, що лінія YT NK-клітин людини може активувати піроптоз у клітинах HeLa, що експресують GSDME, і в експериментах із використанням клітинної лінії нейробластоми людини SH-SY5Y було зроблено припущення, що ця індукція була досягнута за допомогою GzmB, який не лише розщеплює GSDME на той самий сайт, що й caspase-3, але опосередковано активує caspase-3. Експерименти з вакциною/провокацією також переконливо показали, що піроптоз був формою ICD, що узгоджується з підвищеною інфільтрацією та посиленою функцією імунних клітин, які спостерігалися під час попередніх експериментів з клітинами, які надекспресують mGSDME [33].
Ці висновки узгоджуються з даними Liu та ін., які припустили, що клітини CAR-T можуть індукувати піроптоз пухлинних клітин, опосередкований GSDME, у клітинах В-лейкозу та солідних пухлин через вивільнення перфорину та GzmB [72]. Також було показано, що GzmB швидко розщеплює GSDMB і активує каспазу-3 в клітинах Luc-Raji та NALM- 6, хоча його вивільнення та потенціал індукувати піроптоз клітин меланоми B16 миші залежать від CAR-T спорідненість до антигену клітинної пухлини та ко-сигнальні домени або їх кількість при вивільненні відповідно. Обробка людських макрофагів супернатантами спільно культивованих клітин CD19-CAR-T і ракових клітин (NALM-6, Раджі або первинних В-лейкозних клітин) викликала макрофагальну активацію каспази{{14} }, розщеплення GSDMD і вивільнення IL-6 і IL-1. Однак ці спостереження не спостерігалися, якщо спільно культивовані ракові клітини мали дефіцит GSDME або макрофагів у каспазі -1, GSDMD або NLRP3. Було також виявлено, що АТФ і HMGB1 у спільно культивованих піроптотичних супернатантах були відповідно достатніми для сприяння секреції макрофагів IL-1 і активації IL-6. Загалом, ці знахідки передвіщали ті, що спостерігалися на мишачій моделі синдрому вивільнення цитокінів (CRS), викликаного лейкемією CAR-T-клітинами (з використанням клітин Raji або NALM-6 у бежевих мишей з важким комбінованим імунодефіцитом), які вказували на те, що CAR-T клітинна терапія викликала CRS через піроптоз, сприяний GSDME. Це уявлення було додатково підтверджено, коли первинні B-лейкемічні клітини пацієнтів до лікування CD19-CAR T-клітинами були проаналізовані та показали, що підвищені рівні GSDME асоціюються з більш важким CRS [72].
Крім того, варто зазначити, що в окремому дослідженні індукований лікуванням піроптоз у клітинах меланоми через GSDME та каспазу -3 відповідно сприяв вивільненню HMGB1 і був безпосередньо пов’язаний з інфільтрацією як асоційованих з пухлиною Т-клітин, так і активованих дендритних клітин [73]. Таким чином, група припустила, що DAMP, як і HMGB1, можуть активувати дендритні клітини, які, у свою чергу, викликають проліферацію та дозрівання Т-клітин і сприяють протипухлинним імунним відповідям [73].
cistanche tubulosa - покращує імунну систему
Перспективи піроптозу в протипухлинній терапії
Останніми роками зростає кількість досліджень, які демонструють доцільність і терапевтичний потенціал використання піроптозу для залучення протипухлинного імунітету за допомогою різноманітних методів націлювання та доставки (рис. 2). Використовуючи мікрочастинки, отримані з пухлинних клітин (TMP), наприклад, Gao et al. доставляли метотрексат у клітини холангіокарциноми (CCA), щоб індукувати піроптоз, опосередкований GSDME, що призводило до активації макрофагів, отриманих пацієнтом, і рекрутування нейтрофілів до місця пухлини для лікарського знищення пухлини [74]. Крім того, коли цю систему доставки метотрексат-ТМП вводили в просвіт жовчної протоки пацієнтів із позапечінковою ССА, активація нейтрофілів і зникнення обструкції жовчних шляхів спостерігалися у 25% пацієнтів [74]. Також було виявлено, що піроптоз, опосередкований GSDME, викликається при меланомі через комбінацію інгібіторів BRAF і MEK, викликаючи інфільтрацію/активацію імунних клітин і регресію меланоми [73]. В іншій стратегії метформін, найпоширеніший препарат для лікування діабету 2 типу, використовувався для пригнічення проліферації ракових клітин шляхом непрямої активації піроптозу через каспазу-3 [75]. Зокрема, метформін сприяв мітохондріальній дисфункції та активував шлях AMPK/SIRT1/NF-κB, сприяючи накопиченню Bax і вивільненню цитохрому с, що, у свою чергу, призводило до активації каспази-3 та розщеплення GSDME [75]. Було також виявлено, що ряд низькомолекулярних інгібіторів, націлених на KRAS-, EGFR- або ALK-мутантний рак легенів, індукує піроптотичну смерть через опосередковане каспазою-3- розщеплення GSDME після активації мітохондріального внутрішнього шляху апоптозу [43]. Висновок групи припустив, що ці два шляхи PCD регулюють один одного і що піроптоз може бути використаний для підвищення ефективності протипухлинної таргетної терапії, хоча цей ефект знижується, коли функція апоптозу зберігається [43]. У клітинах раку молочної залози лікування агоністом RIG- 1 ініціювало зовнішній шлях апоптозу та піроптоз, активуючи STAT1 і NF-κB і посилюючи регуляцію хемокінів, що рекрутують лімфоцити [76]. Відповідно, зменшення метастазування раку молочної залози та зростання пухлини супроводжувалося збільшенням пухлинних лімфоцитів після активації RIG-1 у мишей [76]. Хоча перемикання від апоптозу до піроптозу ще повністю не з’ясовано, було виявлено, що нещодавно синтезований інгібітор NF-κB, 13d, затримує ракові клітини у фазі G2/M і сприяє цьому перемиканню [77]. Лікування 13d також спричинило потужний протипухлинний ефект in vivo, демонструючи низьку токсичність [77], подібно до L61H10, іншої сполуки, яка, як повідомляється, індукує перемикання апоптозу на піроптоз, також, ймовірно, через інгібування NF-κB [78].
Однією з помітних перешкод у розробці протипухлинних стратегій на основі піроптозу є той факт, що багато видів раку значно знижують свою експресію білків GSDM або експресують їх мутовані, нефункціональні форми [33]. На щастя, ця дилема зацікавила багатьох дослідників, які почали розробляти розумні рішення, як-от Фан та ін., які підійшли до проблеми через епігенетичне націлювання [79]. Використовуючи децитабін для деметилювання GSDME у поєднанні з наноліпосомами, що містять хіміотерапевтичні препарати, які активують каспазу-3, група ефективно скасувала глушіння GSDME в пухлинних клітинах і індукований піроптоз. На додаток до пригнічення росту пухлини, метастазування та рецидиву, цей режим також стимулював імунні відповіді через вивільнення цитокінів, викликане піроптозом [79]. Враховуючи, що 91% мутацій GSDME, пов’язаних з раковими пацієнтами, оцінених Zhang et al. спричиняли втрату функції [33], проте можна припустити, що епігенетичне націлювання не може бути ефективним методом індукції піроптозу у деяких пацієнтів. Цільова доставка функціональних білків GSDM безпосередньо до ракових клітин за допомогою нанотехнологій [70] може забезпечити надійний і ефективний спосіб обійти цю дилему. Іншою основною перешкодою, з якою стикаються майже всі протипухлинні імунотерапевтичні стратегії, є дисрегуляція, що виникає через імуносупресивне мікрооточення пухлини, наприклад через інгібіторні рецептори, такі як PD-1. Щоб вирішити це питання, Lu et al. сконструював клітини NK92, що містять химерний костимулюючий перетворюючий рецептор (CAR), який перетворює інгібуючий сигнал PD-1 в сигнал активації, ефективно посилюючи протипухлинну активність клітин проти клітин раку легенів H1299 [80]. In vitro клітини CR NK92 швидко вбивали клітини H1299 через опосередкований GSDME піроптоз і in vivo значно пригнічували ріст пухлини [80]. Разом із спостереженнями Лю та його колег щодо піроптозу, спричиненого CAR-T-клітинами [72], виявляється, що майбутні дослідження терапії на основі CAR, хоча й складні, будуть особливо доцільними. Більше того, захоплююча та зростаюча кількість повідомлень про те, що індукція піроптозу синергізує з інгібіторами PD-1, перетворюючи «холодні» пухлини на «гарячі», свідчить про те, що ми лише почали розуміти комбінаторний потенціал піроптозу (рис. 2) [35]. , 70].
Рис. 2 Піроптоз підігріває протипухлинний імунітет. «Холодна пухлина»: пухлинні клітини створюють стійке до імунітету мікросередовище та уникають імунного виявлення та знищення шляхом рекрутування імуносупресивних клітин, збільшення білків імунних контрольних точок, перешкоджання презентації антигену та вивільнення факторів, що пригнічують імунітет. «Зігрівання пухлини»: різні стратегії використовуються для індукції піроптозу пухлинних клітин і «розігріву» пухлин із станів імунної мовчазності. «Тепла пухлина»: піроптотичні пухлинні клітини вивільняють прозапальні цитокіни та імуногенний матеріал, який стимулює активацію та залучення імунних клітин. «Гаряча пухлина»: інфільтровані імунні клітини розпізнають і вбивають клітини пухлини, і це вбивство може брати участь у циклі позитивного зворотного зв’язку, який посилює специфічний для пухлини імунітет. Елімінація пухлини може бути додатково збільшена за допомогою комбінованих терапевтичних стратегій. CAR-T, Т-клітина рецептора химерного антигену; CR-NK, природна клітина-кілер химерного костимулюючого перетворюючого рецептора; DC, дендритна клітина; GSDM, білки гастрину; HMGB1, білок боксу 1 високомобільної групи; ІФН-, інтерферон-гамма; IL, інтерлейкін; MDSCs, супресорні клітини мієлоїдного походження; MHC, головний комплекс гістосумісності; NK, природна клітина-кілер; NP, наночастинка; PD-L1, запрограмована смерть-ліганд 1; PD-1, білок програмованої клітинної смерті 1; TNF-, фактор некрозу пухлини-альфа; Tregs, регуляторні Т-клітини
Висновки та перспективи на майбутнє
Як спосіб загибелі клітин запалення, піроптоз відіграє важливу роль у пригніченні пухлини шляхом активізації протипухлинної імунної відповіді. У деяких випадках можна припустити, що самої індукції піроптозу може бути достатньо для перешкоджання росту пухлини, хоча варіабельність її ефективності та пов’язаних з нею побічних ефектів (наприклад, CRS у CAR-T-клітинній терапії) свідчить про те, що її клінічне застосування буде найбільш ефективним, коли використовується в поєднанні з іншими протипухлинними методами та пристосована до індивідуальних пацієнтів і видів раку. Однією з найбільших проблем, з якою стикається терапевтичне застосування піроптозу, є нерегулярність експресії та функціонування компонентів, пов’язаних з піроптозом, не лише в різних ракових захворюваннях, але й у них. Тим не менш, прогрес у молекулярних, генетичних та епігенетичних системах націлювання/доставки, а також точна та персоналізована медицина дають надію, що незабаром ми зможемо мати інструменти та знання, необхідні для використання цих потужних механізмів як зброї проти раку.
Список літератури
1. Вонг Р.С. Апоптоз при раку: від патогенезу до лікування. J Exp Clin Cancer Res. 2011;30(1):1–14.
2. Fang Y, Tian S, Pan Y, Li W, Wang Q, Tang Y та ін. Піроптоз: новий рубіж раку. Біомед Фармакотер. 2020;121:109595. https://doi.org/10.1016/j. біофа.2019.109595.
3. de Vasconcelos NM, Lamkanfi M. Останні відомості про запалення, пори гастрину та піроптоз. 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 та ін. Роль некроптозу в біології та терапії раку. Мол Рак. 2019;18(1):1–17.
5. Wang Y, Gao W, Shi X, Ding J, Liu W, He H та ін. Хіміотерапевтичні препарати індукують піроптоз через розщеплення каспази-3 головного мозку. природа 2017 рік; 547(7661):99–103. https://doi.org/10.1038/nature22393.
6. Беббер К.М., Мюллер Ф., Прієто Клементе Л., Вебер Дж., фон Карстедт С. Ферроптоз у біології ракових клітин. Раки. 2020; 12 (1): 164. https://doi.org/10.3390/ca ncers12010164.
7. Mou Y, Wang J, Wu J, He D, Zhang C, Duan C та ін. Фероптоз, нова форма клітинної смерті: можливості та проблеми при раку. J Hematol Oncol. 2019;12(1):1–16.
8. Inoue H, Tani K. Мультимодальна імуногенна загибель ракових клітин як наслідок протипухлинного цитотоксичного лікування. Загибель клітин диф. 2014 рік; 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 розпізнавання образів і молекулярний механізм смерті клітини-господаря. Передній імунол. 2018; 9: 2379. https://doi.org/10.3389/ fimmu.2018.02379.
10. Tang R, Xu J, Zhang B, Liu J, Liang C, Hua J та ін. Ферроптоз, некроптоз і піроптоз у протипухлинному імунітеті. J Hematol Oncol. 2020;13(1):1–18.
11. Monack DM, Raupach B, Hromockyj AE, Falkow S. Invasion Salmonella typhimurium індукує апоптоз в інфікованих макрофагах. 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 індукує апоптоз в інфікованих макрофагах. природа 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 та ін. Апоптоз, індукований шигелами, залежить від каспази-1, яка зв’язується з IpaB. J Biol Chem. 1998; 273 (49): 32895–900. https://doi.org/10.1074/jbc.273.49.32895. 14. Фінк С.Л., Куксон Б.Т. Каспазо-1-залежне утворення пор під час піроптозу призводить до осмотичного лізису інфікованих макрофагів-господарів. Клітинний мікробіол. 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 та ін. Активація запалення викликає згортання крові та смерть організму через піроптоз. Імунітет. 2019;50(6):1401–11. e1404.
16. Zhaolin Z, Guohua L, Shiyuan W, Zuo W. Роль піроптозу в серцево-судинних захворюваннях. Cell Prolif. 2019;52(2):e12563. https://doi.org/10.1111/cpr.12563.
17 Voet S, Srinivasan S, Lamkanfi M, van Loo G. Запалення при нейрозапальних і нейродегенеративних захворюваннях. EMBO Mol Med. 2019 рік; 11(6):e10248.
18. Doitsh G, Galloway NL, Geng X, Yang Z, Monroe KM, Zepeda O та ін. Загибель клітин через піроптоз призводить до виснаження Т-клітин CD4 при ВІЛ-1 інфекції. природа 2014; 505 (7484): 509–14. https://doi.org/10.1038/nature12940.
19. Qiu Z, Lei S, Zhao B, Wu Y, Su W, Liu M та ін. Піроптоз, опосередкований активацією запалення NLRP3, посилює ішемію/реперфузію міокарда у щурів з діабетом. Oxid Med Cell Longev. 2017;2017.
20. Kuang S, Zheng J, Yang H, Li S, Duan S, Shen Y та ін. Розуміння структури GSDMD розкриває основу аутоінгібування GSDMD у клітинному піроптозі. 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. Автопротеоліз каспази-1 по-різному необхідний для функції запалення NLRP1b і 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 та ін. Запальні каспази є вродженими імунними рецепторами для внутрішньоклітинних ЛПС. природа 2014;514(7521):187–92. https://doi.org/10.1038/nature13683.
23. Nyström S, Antoine DJ, Lundbäck P, Lock JG, Nita AF, Högstrand K та ін. Активація TLR регулює пов’язані з пошкодженням ізоформи молекулярного малюнка, що вивільняються під час піроптозу. 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 та ін. Структурний механізм для націлювання на GSDMD автопроцесованими каспазами при піроптозі. Стільниковий. 2020; 180 (5): 941–55. e920.
25. Kayagaki N, Warming S, Lamkanfi M, Walle LV, Louie S, Dong J, et al. Неканонічна активація інфламмасоми спрямована на каспазу-11. природа 2011 рік; 479(7371):117–21. https://doi.org/10.1038/nature10558.
26. Каягакі Н., Стоу І.Б., Лі Б.Л., О'Рурк К., Андерсон К., Уормінг С. та ін. Каспаза-11 розщеплює gasdermin D для неканонічної передачі сигналів інфламмасоми. природа 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 та ін. Пригнічення GSDMD послаблює проліферацію пухлини за допомогою внутрішнього мітохондріального апоптотичного шляху та інгібування сигналізації EGFR/Akt і передбачає хороший прогноз при недрібноклітинному раку легенів. 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 та ін. Каспаза-1 ініціює апоптоз за відсутності gasdermin D. Nat Commun. 2019;10(1):1–19.
29. Лі Б.Л., Міррашіді К.М., Стоу І.Б., Куммерфельд С.К., Ватанабе С., Хейлі Б. та ін. ASC-і каспаза-8-залежний шлях апоптозу відрізняється від інфламмасоми NLRC4 у макрофагах. Sci Rep. 2018; 8 (1): 1–12.
30. Chen KW, Demarco B, Heilig R, Shkarina K, Boettcher A, Farady CJ та ін. Зовнішній і внутрішній апоптоз активує паннексин-1, щоб керувати збіркою запалення NLRP 3. EMBO J. 2019;38(10):e101638.
31. Demarco B, Grayczyk JP, Bjanes E, Le Roy D, Tonnus W, Assenmacher CA та ін. Каспаза-8–8–залежне розщеплення gasdermin D сприяє антимікробному захисту, але надає чутливість до TNF-індукованої летальності. Sci Adv. 2020 рік; 6(47):eabc3465.
32. Айзава Е, Карасава Т, Ватанабе С, Комада Т, Кімура Х, Камата Р та ін. GSDME-залежний неповний піроптоз дозволяє селективне вивільнення IL-1 під час інгібування каспази-1. iScience. 2020;23(5):101070.
33. Zhang Z, Zhang Y, Xia S, Kong Q, Li S, Liu X та ін. Гасдермін Е пригнічує ріст пухлини шляхом активації протипухлинного імунітету. природа 2020; 579 (7799): 415–20. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2071-9.
34. Li L, Li Y, Bai Y. Роль GSDMB у піроптозі та раку. 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 та ін. Гранзим А з цитотоксичних лімфоцитів розщеплює GSDMB, щоб викликати піроптоз у клітинах-мішенях. Наука. 2020;368(6494).
36. Hou J, Zhao R, Xia W, Chang CW, You Y, Hsu JM та ін. PD-L1-опосередкована експресія gasdermin C перемикає апоптоз на піроптоз у ракових клітинах і сприяє некрозу пухлини. Nat Cell Biol. 2020; 22 (10): 1264–75. https:// doi.org/10.1038/s41556-020-0575-z.
37. Тан Л., Лу С., Чжен Г., Бургерінг Б.М. Нове уявлення про роль ідейних причин інфекційних і запальних захворювань. Clin Transl Immunol. 2020;9(10):e1186.
38. Wang M, Jiang S, Zhang Y, Li P, Wang K. Багатогранна роль піроптотичних шляхів загибелі клітин при раку. Раки. 2019;11(9):1313. https:// doi.org/10.3390/cancers11091313.
39. Tan G, Huang C, Chen J, Zhi F. HMGB1, що вивільняється з опосередкованих GSDME піроптотичних епітеліальних клітин, бере участь у пухлиногенезі асоційованого з колітом колоректального раку через шлях ERK1/2. J Hematol Oncol. 2020;13(1):1–11.
40. Ваккіла Дж., Лотце М.Т. Запалення і некроз сприяють росту пухлини. 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 та ін. Симвастатин пригнічує проліферацію та міграцію при недрібноклітинному раку легені через піроптоз. 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 та ін. Хіміотерапевтичний паклітаксел і цисплатин по-різному індукують піроптоз у клітинах раку легенів A549 через активацію каспази-3/GSDME. Апоптоз. 2019; 24 (3): 312–25.
43. Lu H, Zhang S, Wu J, Chen M, Cai MC, Fu Y та ін. Молекулярна цільова терапія викликає одночасну апоптотичну та GSDME-залежну піроптотичну загибель пухлинних клітин. 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 та ін. Альпінумісофлавон пригнічує ріст клітин гепатоцелюлярної карциноми та метастазування через піроптоз, опосередкований запаленням 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 та ін. Піроптоз бере участь у патогенезі гепатоцелюлярної карциноми людини. Онкотаргет. 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 сприяє інвазії та метастазуванню клітин раку молочної залози. PLoS One. 2014;9(3):e90099. https://doi.org/10.1371/journal. поне.0090099.
47. Кім М. С., Леброн С., Нагпал Дж. К., Чае Ю. К., Чанг Х, Хуанг І. та ін. Метилювання DFNA5 підвищує ризик метастазування лімфатичних вузлів при раку молочної залози людини. 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. Експресія каспази-1 в тканинах раку молочної залози та її вплив на клітинну проліферацію, апоптоз та інвазію. 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 та ін. Надекспресія NLRP1 корелює з пухлиногенезом і проліферацією пухлин молочної залози людини. Biomed Res Int. 2017; 2017: 1–9. https://doi.org/10.1155/2017/4938473.
50. Мігучі М, Хіной Т, Шімомура М, Адачі Т, Сайто Ю, Нііцу Х та ін. Gasdermin C посилюється шляхом інактивації рецептора трансформуючого фактора росту II типу в присутності мутованого Apc, що сприяє проліферації колоректального раку. PLoS One. 2016;11(11):e0166422. https://doi.org/10.13 71/journal.pone.0166422.
51. Кім М, Чанг Х, Ямашіта К, Нагпал Дж, Бек Дж, Ву Г та ін. Метилювання аберрантного промотора та пухлиносупресивна активність гена DFNA5 при колоректальній карциномі. 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 та ін. Відсутність експресії меланоми 2 (AIM2) у пухлинних клітинах тісно пов’язана з поганою виживаністю пацієнтів з колоректальним раком. 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 та ін. Індукований запаленням пухлиноподібний процес у товстій кишці регулюється каспазою-1 та 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 та ін. DAC може відновити експресію NALP1 для придушення росту пухлини при раку товстої кишки. Смерть клітин Dis. 2015;6(1):e1602–2. https://doi.org/10.1038/cddis.2014.532.
55. Саекі Н, Кім Д, Усуї Т, Аоягі К, Тацута Т, Аокі К та ін. GASDERMIN, який часто пригнічується при раку шлунка, є мішенню LMO1 у TGF- --залежній апоптотичній сигналізації. Онкоген. 2007; 26 (45): 6488–98. https://doi. org/10.1038/sj.onc.1210475.
56. Saeki N, Usui T, Aoyagi K, Kim DH, Sato M, Mabuchi T, et al. Характерна експресія та функція чотирьох генів сімейства GSDM (GSDMA-D) у нормальному та злоякісному епітелії верхніх відділів шлунково-кишкового тракту. Гени Хромосоми 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 та ін. Пониження рівня гастрину D сприяє проліферації раку шлунка шляхом регулювання білків, пов’язаних із клітинним циклом. J Dig Dis. 2018;19(2):74–83. https://doi.org/10.1111/1751-2 980.12576.
58. Акіно К., Тойота М., Сузукі Х., Імаї Т., Маруяма Р., Кусано М. та ін. Ідентифікація DFNA5 як мішені епігенетичної інактивації при раку шлунка. 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 та ін. Визначення потенційних ефектів пригнічення пухлини GSDME у мишачої моделі хімічно індукованого та генетично модифікованого раку кишечника. Раки. 2019;11(8):1214.
60. Jiang Z, Yao L, Ma H, Xu P, Li Z, Guo M та ін. мікроРНК-214 пригнічує клітинну проліферацію та міграцію в клітинах гліоми, націлюючись на каспазу 1, яка бере участь у піроптозі. 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 та ін. Втрата експресії AIM2 сприяє прогресуванню гепатокарциноми через активацію шляху mTOR-S6K1. Онкотаргет. 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 та ін. Інфламмасомний датчик NLRP1 надає меланомі людини набуту стійкість до темозоломіду. Раки. 2020;12(9):2518. https://doi. org/10.3390/cancers12092518.
63. Zhai Z, Liu W, Kaur M, Luo Y, Domenico J, Samson JM та ін. NLRP1 сприяє росту пухлини шляхом посилення активації запалення та пригнічення апоптозу при метастатичній меланомі. Онкоген. 2017;36(27): 3820–30. https://doi.org/10.1038/onc.2017.26.
64. Winter RN, Kramer A, Borkowski A, Kyprianou N. Втрата експресії білків каспази-1 та каспази-3 при раку простати людини. Cancer Res. 2001; 61(3):1227–32.
65. Wang M, Chen X, Zhang Y. Біологічні функції Gasdermins при раку: від молекулярних механізмів до терапевтичного потенціалу. Front Cell Dev Biol. 2021; 9: 189.
66. Yu P, Zhang X, Liu N, Tang L, Peng C, Chen X. Піроптоз: механізми та захворювання. Передача сигналу 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. Аналіз метилювання Gasdermin E показує великі перспективи як біомаркера колоректального раку. Cancer Med. 2019; 8 (5): 2133–45. https://doi.org/10.1002/cam4.2103.
68. Тан І, Чен Кю, Лі Х, Цзен З, Сюн В, Лі Г та ін. Піроптоз: нова парадигма клітинної смерті для боротьби з раком. 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. Виявлення імуногенної загибелі клітин і його значення для терапії раку. Cell Death 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 та ін. Біоортогональна система виявляє протипухлинну імунну функцію піроптозу. природа 2020 рік; 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 та ін. GSDMD необхідний для відповіді ефекторних Т-клітин CD8+ на клітини раку легенів. 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 та ін. Gasdermin E–E-опосередкований піроптоз клітин-мішеней Т-клітинами CAR викликає синдром вивільнення цитокінів. Sci Immunol. 2020;5(43).
73. Erkes DA, Cai W, Sanchez IM, Purwin TJ, Rogers C, Field CO, et al. Мутантні інгібітори BRAF і MEK регулюють імунне мікрооточення пухлини через піроптоз. 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 та ін. Навантажені метотрексатом мікровезикули, отримані з пухлинних клітин, можуть полегшити обструкцію жовчних шляхів у пацієнтів із позапечінковою холангіокарциномою. 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. Метформін активує шлях AMPK/SIRT1/NF-κB і індукує мітохондріальну дисфункцію, щоб стимулювати піроптоз ракових клітин, опосередкований каспазою3/GSDME. Клітинний цикл. 2020;19(10):1089–104. https://doi.org/10.1080/15384101.2020.1743911.
76. Еліон Д.Л., Якобсон М.Е., Хікс Д.І., Рахман Б., Санчес В., Гонсалес-Ерікссон П.І. та ін. Терапевтично активний агоніст RIG-I індукує імуногенне знищення пухлинних клітин при раку молочної залози. Cancer Res. 2018;78(21):6183–95. https://doi.org/1 0.1158/0008-5472.CAN-18-0730.
77. Chen L, Li Q, Zheng Zheng, Xie J, Lin X, Jiang C та ін. Розробка та оптимізація N-заміщеного EF 24 як ефективного та низькотоксичного інгібітора NF-κB для терапії раку легенів шляхом перемикання апоптозу на піроптоз. 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 та ін. Похідне тіопірану з низькою токсичністю для мишей з терапевтичним потенціалом проти раку легенів, що діє через опосередковане NF-κB перемикання апоптозу на піроптоз. Апоптоз. 2019 рік; 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 та ін. Піроптоз пухлинних клітин на основі епігенетики для посилення імунологічного ефекту хіміотерапевтичних наноносіїв. 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 та ін. Новий химерний рецептор PD1- NKG2D-41BB посилює протипухлинну активність клітин NK92 проти клітин H1299 раку легенів людини шляхом запуску піроптозу. Mol Immunol. 2020; 122: 200-6. https://doi.org/10.1016/j.molimm.2020.04.016.
