Pyroptos i spetsen för anticancerimmunitet
Nov 14, 2023
Abstrakt
Tumörresistens mot apoptos och den immunsuppressiva tumörmikromiljön är två huvudsakliga bidragsgivare till dåliga terapeutiska svar under cancerintervention. Pyroptos, en lytisk och inflammatorisk programmerad celldödsväg som skiljer sig från apoptos, har sedan väckt ett anmärkningsvärt intresse bland cancerforskare för dess potential att bli kliniskt utnyttjad och att ta itu med dessa problem. Nya bevis tyder på att pyroptosinduktion i tumörceller leder till ett robust inflammatoriskt svar och markant tumörregression. Underliggande dess antitumöreffekt medieras pyroptos av porbildande gastrinproteiner som underlättar immuncellsaktivering och infiltration genom deras frisättning av pro-inflammatoriska cytokiner och immunogent material efter cellruptur. Med tanke på dess inflammatoriska natur kan emellertid avvikande pyroptos också vara inblandad i bildandet av en tumörstödjande mikromiljö, vilket framgår av uppregleringen av gastrinproteiner i vissa cancerformer. I denna översikt introduceras de molekylära vägarna som leder till pyroptos, följt av en översikt över de till synes intrasslade kopplingarna mellan pyroptos och cancer. Vi beskriver vad som är känt om effekten av pyroptos på anticancerimmunitet och ger insikt i potentialen av att utnyttja pyroptos som ett verktyg och tillämpa det på nya eller befintliga anticancerstrategier.
cistanche tubulosa-förbättra immunförsvaret
Nyckelord: Pyroptos, Antitumörimmunitet, Gasdermin, cancer, Immunlandskapet
Bakgrund
Även om upptäckten länge undviker, har existensen och den fysiologiska betydelsen av programmerad celldöd (PCD) vägar som skiljer sig från apoptos fått ökat intresse under de senaste åren, delvis på grund av den höga förekomsten av apoptosresistens i tumörer [1]. Av dessa olika former har pyroptos, en nekrotisk och lytisk PCD, särskiljt sig från andra genom sin förmåga att inducera ett kraftfullt inflammatoriskt svar [2]. I likhet med nekroptos, en programmerad form av nekros, tros pyroptos huvudsakligen existera som ett försvar mot patogener genom att utlösa ett antimikrobiellt svar genom frisättning av immunogent cellinnehåll, inklusive skadeassocierade molekylära mönster (DAMPs) och inflammatoriska cytokiner [3]. Till skillnad från nekroptos, som förmedlas av blandad härstamning av kinasdomänliknande pseudokinas (MLKL) och kaspasoberoende [4], förmedlas pyroptos av gastrin (GSDM) familjeproteiner och, liksom apoptos, till stor del kaspasberoende [5]. Andra former av reglerad nekros, såsom ferroptos, har också nyligen dykt upp [6-10] och jämförs tillsammans med nekros och apoptos i Tabell 1.
Strävan efter att övervinna cancer och dess allvarliga globala konsekvenser har upprepade gånger fått oss att möta fusket med döden och upptäckt av cancerceller. Även om det fortfarande är en relativt mörk process, representerar pyroptos ett potentiellt utnyttjande och kraftfullt sätt att inte bara kringgå apoptosresistens utan för att aktivera tumörspecifik immunitet och/eller förbättra effektiviteten av befintliga terapier. Här diskuterar vi den nuvarande kunskapen om pyroptos i samband med anticancerimmunitet för att ge insikt i dess potential att bekämpa cancer.
Tabell 1 Jämförelse av utvalda celldödsformer
Pyroptos i en blick
Pyroptos beskrevs första gången på 1990-talet i makrofager infekterade med S. enterica serovar Typhimurium (S. Typhimurium) [11] och S. flexneri [12]. Även om det ursprungligen ansågs vara en apoptosprocess, visade ytterligare studier att denna bakterieinducerade celldöd var starkt beroende av kaspas-1 [13], en kaspas som inte är involverad i utförande av apoptos (dvs kaspas{{6 }}). Kort därefter, 2001, myntades denna PCD pyroptos, eller "brinnande fall", för att beskriva frisättningen av proinflammatoriska signaler från de döende cellerna. Pyroptotiska celler delar flera egenskaper med apoptotiska celler, såsom kromatinkondensering och DNA-fragmentering, men kan särskiljas genom sin intakta kärna, porbildning, cellsvullnad och osmotisk lys (tabell 1) [14]. I allmänhet uppnås pyroptotisk cellruptur genom kaspasmedierad aktivering av porbildande GSDM-proteiner efter bindning av DAMPs eller patogenassocierade molekylära mönster (PAMPs) [15]. Dessa samma kaspaser kan också direkt eller indirekt bidra till mognaden av pro-inflammatoriska cytokiner som, tillsammans med DAMPs, initierar eller vidmakthåller ett inflammatoriskt svar när de frisätts. Även om pyroptos har en viktig skyddande roll vid upplösning av patogener, har pyroptos varit inblandad som en komplicerande faktor i flera mänskliga sjukdomar, såsom hjärt-kärlsjukdom [16], neurodegenerativ sjukdom [17] och HIV/AIDS [18]. Metaboliska störningar som diabetes kan också främjas av pyroptos genom kronisk inflammation och produktion av insulinstörande cytokiner [19]. Vid cancer tycks rollen av pyroptos vara tveeglad. Å ena sidan kan pyroptos snabbt leda till tumörregression och å andra sidan kan det underlätta utvecklingen av tumörens mikromiljö. Därför kan cancerceller antingen undertrycka eller uppmuntra pyroptos för att stödja deras utveckling beroende på sammanhanget.
Fördelarna med cistanche tubulosa-stärka immunförsvaret
Molekylära mekanismer för pyroptos
sannolikt kommer att öka i framtiden finns det för närvarande två huvudsakliga och flera alternativa vägar som hittills har belysts (Fig. 1). I de huvudsakliga vägarna induceras pyroptos av GSDMD och involverar inflammatorisk kaspas-1 (kanonisk väg) eller kaspas-4/5 (eller muskaspas-11) (icke-kanonisk väg). Av de alternativa vägarna är den mest ansedda GSDME-inducerad pyroptos genom kaspas-3 [5], även om olika vägar som involverar andra GSDM-familjemedlemmar och kaspaser eller granzymer också har rapporterats. Strukturellt består GSDMA, GSDMB, GSDMC, GSDM D och GSDME alla av en N-terminal porbildande domän och en C-terminal regulatorisk domän som är sammanfogade av en länkregion [20]. Under normala förhållanden tillåter linkerregionen den C-terminala domänen att vika sig över toppen av den N-terminala domänen och funktionellt hämma dess dödliga aktivitet. Klyvning vid länkstället av kaspaser eller granzymer avstår emellertid från denna auto-inhiberande struktur och leder till translokation av det N-terminala domänfragmentet till plasma- och mitokondriella membran. När den väl är bunden oligomeriserar den N-terminala domänen och bildar -barrel-transmembranporer som underlättar utsöndringen av pro-inflammatoriskt innehåll, som interleukin (IL)- 1 och IL-18, och orsakar cellys genom osmotisk barriär avbrott [21]. I de efterföljande avsnitten ges en sammanfattning av de steg som är involverade i var och en av de vägar som leder till pyroptos.
Kanonisk inflammasomväg
I den kanoniska inflammasomvägen till pyroptos leder igenkänning av DAMPs (t.ex. fibrinogen, värmechockproteiner, DNA) och/eller PAMPs (t.ex. flagellin, glykaner, lipopolysackarider (LPS)) av mönsterigenkänningsreceptorer (PRR) till aktivering av respektive cytosoliska signalkomplex som kallas inflammasomer, som vanligtvis består av ett sensorprotein, adapter och effektorkaspas [22]. Även om en mängd olika PRR, som NOD-liknande receptorer (NLR) och toll-liknande receptorer (TLR), är involverade i denna process, är endast en undergrupp av dessa kända för att direkt kunna sammansätta inflammasomer och aktivera cysteinproteaset kaspas{ {3}} [23]. Specifikt inkluderar PRR/inflammasomsensorerna i denna undergrupp NLR-familjen pyrindomäninnehållande (NLRP)1, NLRP3, NLRP4, frånvarande i melanom 2 (AIM2) och Pyrin. Efter aktiveringen interagerar majoriteten av dessa sensorer med adapterproteinet apoptos-associerat fläckliknande protein som innehåller CARD (ASC), som aktiverar kaspas-1 genom procaspas-1 rekrytering och klyvning. Förutom att frigöra och aktivera den dödliga N-terminala domänen av GSDMD (GSDMD-N), mognar caspase-1 även pro-IL-1 och pro-IL-18 till IL{{22 }} och IL-18, som frigörs genom de nekrotiska membranporerna som bildas av GSDM DN [24].
Fördelarna med cistanche tubulosa-Antitumor
Icke-kanonisk inflammasomväg
Till skillnad från den kanoniska inflammasomvägen är den icke-kanoniska inflammasomvägen oberoende av kaspas-1 och istället beroende av kaspas-4 och -5 hos människor och kaspas-11 hos möss [25]. Aktiveringen av dessa kaspaser sker genom den direkta bindningen av LPS till respektive pro-kaspaser och kringgår behovet av inflammasomsensorer. Ursprunget från gramnegativa bakterier kan cytoplasmatisk leverans av LPS ske genom infektion eller membranvesiklar. Även om dessa kaspaser inte aktiverar IL-1 och IL-18 direkt, leder deras utlösande av pyroptos genom GSDMD-klyvning till ett utflöde av kaliumjoner som aktiverar NLRP3-inflammasomen och uppreglerar verkan av kaspas{{11} } [26].
Fig. 1 Schematisk över pyroptos signalvägar. Den kanoniska inflammasomvägen till pyroptos induceras av olika stimuli och resulterar i kaspas-1-aktivering, medan den icke-kanoniska vägen induceras av LPS och resulterar i kaspas-4/5-aktivering. Både aktiverat kaspas-1 och kaspas-4/5 klyver autoinhiberad GSDMD vid dess länkregion för att frigöra den N-terminala domänen av GSDMD (GSDMD-N) från dess repressor C-terminala domän (GSDMD-C) . GSDMD-N translokeras sedan till plasmamembranet och genomgår oligomerisering och porbildning, vilket orsakar en ökning av osmotiskt tryck och så småningom cellys. Porbildning underlättar också frisättningen av intracellulärt innehåll och de inflammatoriska cytokinerna IL-18 och IL-1 efter deras aktivering av kaspas-1. Genom alternativa vägar kan GSDMD också klyvas av kaspas-8, liknande GSDME, som dessutom kan klyvas av kaspas-3 och granzym B. Bortsett från kan GSDMD-N och GSDMB-N också aktiveras respektive respektive. NLRP3 eller caspase-4. I de andra alternativa vägarna klyvs GSDMB av kaspas-1 eller granzym A, medan GSDMC klyvs av kaspas-8 och transkriptionellt uppregleras under hypoxi genom pSTAT3-interaktion med programmerad dödsligand 1. Mekanismerna för GSDMA -medierad pyroptos har ännu inte klarlagts. AIM2, frånvarande i melanom 2; DAMPs, fara-associerade molekylära mönster; FADD, Fas-associerat dödsdomänprotein; GSDMA/B/C/D/E, gastrin A/B/C/D/E; IL, interleukin; LPS, lipopolysackarider; NLRP1/3/4, NLR-familjen pyrindomän-innehållande 1/3/4; PAMP, patogenassocierade molekylära mönster; RIPK1, receptorinteragerande serin/treonin-proteinkinas 1; pSTAT3, fosfo-signalomvandlare och aktivator av transkription 3; TAK1 (även känd MAP 3 K7), transformerande tillväxtfaktor beta-aktiverat kinas 1
Alternativa vägar
Det avslöjades att i vissa sammanhang, såsom kemoterapi eller riktad cancerterapi, kan en väg från apoptos till pyroptos induceras genom kaspas- 3 [5]. Även om det huvudsakligen är förknippat med apoptosutförande och morfologiska förändringar, kan kaspaser-3 mediera pyroptos genom klyvning av GSDME, vilket på liknande sätt leder till GSDME-N-porbildning och membranpermeabilisering. När GSDME-nivåerna är höga uppmanas pyroptos snabbt efter aktivering av kaspas-3, men när GSDME-nivåerna är låga uppmanas apoptos istället [5]. Med tanke på att de flesta av de proteaser som är involverade i pyroptos också kan förmedla apoptos när deras respektive GSDM-protein saknas [27, 28], tyder det på att balansen mellan pyroptos och apoptos är till stor del beroende av GSDM-proteinnivåer. Denna uppfattning kräver dock ytterligare bevis, eftersom den motsägs av studier som utmanar rollen av GSDME i pyroptos [29, 30]. Flera andra alternativa pyroptosvägar har också rapporterats och inkluderar i korthet GSDMD-klyvning med kaspas-8 [31], GSDME-klyvning med kaspas-8 [32] eller granzym B (GzmB) [33], GSDMB-klyvning med kaspas-1 [34] eller granzym A (GzmA) [35], GSDMC-klyvning genom kaspas- 8 och transkriptionell uppreglering genom hypoxiaktiverad programmerad dödsligand 1 (PD-L1) och pSTAT3 [36] och GSDMA-porbildning genom en okänd mekanism [37].
Fördelarna med cistanche tubulosa-Antitumor
Pyroptos och dess beståndsdelar i cancer
Den oklara rollen av pyroptos i cancer verkar vara kontextuell och beroende av celltyp, genetik och varaktighet av pyroptosinduktion. Efter avvikande uttryck och förlängd aktivitet kan GSDM, inflammasomer och/eller pro-inflammatoriska cytokiner bidra till tumörpatologi genom att inducera immunsuppressiva celler, främja epitel-till-mesenkymal övergång och/eller uppreglera matrismetalloproteinaser för ombyggnad av extracellulär matris [38]. Nyligen har det visat sig att pyroptos kan underblåsa tumörprogression i kolorektal cancer (CRC) genom att öka uttrycket av prolifererande cellkärnantigen genom högmobilitetsgruppboxprotein 1 (HMGB1) frisättning [39]. I de hypoxiska regionerna av MDA-MB-231 xenotransplantat i nakna möss har en PD-L1-förmedlad apoptos till pyroptos-växling också rapporterats underlätta kronisk tumörnekros [36], vilket kan främja tumörtillväxt och hindra antitumörimmunitet [40]. Parallellt med dessa effekter kan pyroptos emellertid också påbörja tumörundertryckning och utförande [5, 33, 41–43]. I hepatocellulära karcinomceller (HCC)-celler, till exempel, hämmade pyroptosinduktion genom NLRP3-inflammasomaktivering signifikant metastatisk potential in vitro och tumörtillväxt in vivo i en musxenograftmodell [44]. Tanken att pyroptosundertryckning ger en selektiv fördel i HCC-celler stöds ytterligare av observationen att kaspas-1 mRNA- och proteinnivåer aktivt nedregleras i humana HCC-vävnader och cellinjer [45].
Med tanke på den dubbla rollen av pyroptos, är dess molekylära komponenter, som man kan förvänta sig, onormalt och differentiellt uttryckta över olika cancerformer (tabell 2). GSDM, till exempel, avregleras i bland annat bröst-, mag-, livmoderhals- och lungcancer och har visat sig kontrollera proliferation, metastaser, terapeutisk resistens och antitumörimmunitet samtidigt som de fungerar som antingen onkogener eller tumörsuppressorer [65, 66] . I magcancer (GC) minskade GSDMD-uttrycket markant och resulterade i ökad tumörproliferation både in vitro och in vivo, möjligen genom att accelerera S/G2-cellövergången [57]. Omvänt ökade GSDMD-proteinnivåerna anmärkningsvärt vid icke-småcellig lungcancer (NSCLC) jämfört med intilliggande kontroller och var associerade med större tumörstorlek, mer avancerade stadier av tumörknutemetastasering och, vid lungadenokarcinom (LUAD), sämre prognos [27 ]. Dessutom försvagade GSDMD-knockdown i NSCLC-celler deras spridning genom apoptosinduktion och EGFR/Akt-signaleringshämning. I likhet med GSDMD, var GSDME uttryck också minskat i GC, såväl som i bröstcancer och CRC [47, 59, 67]. I CRC särskilt, GSDME knockdown ökade cellulär invasivitet och koloniantal, medan GSDME överuttryck minskade celltillväxt och kolonibildning [51]. När man undersökte de kirurgiska proverna av primär GC, sågs GSDMC-uttryck endast i vissa fall, men kontrasterande uppreglerat i CRC, där det främjade karcinogenes och proliferation in vitro och tumörtillväxt in vivo [50]. Högre nivåer av GSDMB har också korrelerats med högre metastaser och lägre överlevnad hos bröstcancerpatienter [46]. Bland andra pyroptos-beståndsdelar var AIM2-uttryck markant minskat eller frånvarande i majoriteten av CRC-tumörer som observerats och kopplat till dåliga patientresultat [52]. Låga AIM2-nivåer korrelerade också med mer avancerad tumörprogression i HCC, medan AIM2-överuttryck försvagade cellproliferation och invasion [61]. NLRP1-nivåer minskade på liknande sätt i CRC-tumörvävnader och kopplade till ökad metastasering och dålig överlevnad [54]. Ändå har NLRP1 också varit inblandad i tumörstöd. I melanom, till exempel, befanns NLRP1 bidra till förvärvad läkemedelsresistens [62], och i bröstcancer, överuttrycktes i primära vävnader och associerade med lymfkörtelmetastaser [49]. Hos möss främjade NLRP1 också bröstcancerproliferation, invasion, metastaser och tumörframkallande egenskaper [49]. Fortsatt, kaspas -1 mRNA-nivåer minskade signifikant i bröstcancervävnader hos patienter [48], och förlust av kaspas -1 var associerad med prostata [64] och CRC [53] tumörbildning. Trots dess uppenbara tumörundertryckande roll i dessa cancerformer ökade kaspas-1 uttryck markant i mänskliga gliomvävnader och föreslogs spela en nyckelroll i gliomcellsproliferation och migration genom dess kontroll av pyroptos och efterföljande bidrag till den lokala tumören mikromiljö [60].
Naturligtvis kommer att klarlägga sambandet mellan pyroptos och cancer fortsätta att kräva omfattande undersökningar. Med tanke på bristen på konsensus mellan studier, kommer en anmärkningsvärd utmaning att vara att urskilja och sätta ihop de tumörspecifika rollerna och regleringen av varje pyroptotisk molekylär komponent. Med flera vägar som leder till pyroptos och flera beståndsdelar som överlappar, tyder det på att karakterisering av varje vägs övergripande tumörspecifika effekt, snarare än de individuella effekterna av varje komponent, kanske är en mer effektiv strategi för att förstå och/eller förutse en tumörs modulering av pyroptos. Ändå, eftersom nya pyroptosvägar fortfarande upptäcks, kan luckor i vår kunskap hindra oss från att ta tag i några större modulerande teman tills alla respektive signalvägar är klarlagda och i enlighet därmed organiserade inom det nuvarande schemat eller ett nytt.
Tabell 2 Uttryck av utvalda pyroptotiska komponenter i cancer och deras associerade konsekvens(er)
Tabell 2 Uttryck av utvalda pyroptotiska komponenter i cancer och deras associerade följd(er) (fortsättning)
Samband mellan pyroptos och anticancerimmunitet
Förmågan hos en celldöd att framkalla ett adaptivt immunsvar är känt som immunogen celldöd (ICD). Speciellt definieras den immunogena potentialen hos en döende cancercell av dess antigena och adjuvansegenskaper, såsom närvaron av tumörassocierade antigener respektive frisättningen av endogena DAMPs [68, 69]. Till skillnad från apoptos, som i grunden är en immuntolerant process, besitter pyroptos det molekylära maskineriet för att framkalla ett robust inflammatoriskt svar och föreslås vara en form av ICD i vissa fall [33]. Även om kopplingen mellan pyroptos och anticancerimmunitet ännu inte är klar, visar ett växande antal studier att pyroptosmedierad tumörrensning uppnås genom att förstärka immunaktivering och funktion. Dessutom, förutom att utlösas spontant genom olika stressorer och apoptos-till-pyroptos-växlar, kan tumörcellspyroptos induceras direkt av vissa immunceller, vilket tyder på att pyroptos kan delta i en positiv återkopplingsslinga i antitumörimmunitet. I följande avsnitt belyses de senaste undersökningarna som implicerar pyroptos i anticancerimmunitet enligt det involverade GSDM-proteinet.
cistanche fördelar för män stärker immunförsvaret
Klicka här för att se produkter från Cistanche Enhance Immunity
【Be om mer】 E-post:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692
GSDMA (på engelska)
borat (Phe-BF3) i kombination med leverans av guldnanopartiklar (NP), Wang et al. rapporterade att framgångsrikt leverera en musisoform av GSDMA, Gsdma3, selektivt in i humana HeLa (cervikal), mus EMT6 (mamma) och mus 4 T1 (mamma) cancerceller, vilket leder till pyroptos i 20–40 % av cellerna beroende på cellen rad [70]. När detta tillförselsystem applicerades på BALB/c-möss subkutant implanterade med 4 T1- eller EMT6-celler efter två veckors tillväxt, resulterade tre behandlingsomgångar med NP-Gsdma3 och Phe-BF3, antingen genom intravenös eller intratumoral injektion, i markant tumörkrympning ; och efter 25 dagar var tumörbördan försumbar. Som jämförelse observerades ingen tumörkrympning när NP-Gsdma3 eller Phe-BF3 injicerades enbart, eller när en mutant icke-porbildande NP-Gsdma3 och Phe-BF3 injicerades tillsammans, vilket tyder på att Gsdma3-funktionen var nödvändig för den observerade antitumöreffekten . Intressant nog, i NP-Gsdma3- och Phe-BF3-behandlade BALB/c-möss, fann man att pyroptos i mindre än 15% av 4 T1-tumörceller var tillräcklig för att eliminera hela brösttumörtransplantatet. Denna tumörregressionseffekt saknades hos Nu/Nu-möss som saknade mogna T-celler, vilket dock starkt indikerar att tumörelimineringseffekten av Gsdma3-förmedlad pyroptos, åtminstone delvis, var beroende av immunsystemet. Följaktligen sågs en ökning av CD3+ T-cellsinfiltration, såväl som en minskning av CD4+ FOXP3+ T-regulatoriska celler i BALB/c-möss, endast i de 4 T1-tumörerna behandlas med NP-Gsdma3 och Phe-BF3. Dessutom förhindrade utarmningen av CD4+- och CD8+-cellpopulationer i denna behandlingsmodell tumörregression, vilket innebär att både CTL:er och CD4+ T-hjälparceller spelar en oumbärlig roll under pyroptosinducerad tumörrensning. Jämfört med PBS-kontroll 4 T1-tumörer, avslöjade ytterligare analys också att medan CD4+, CD8+, naturliga mördare (NK) och M1 makrofagcellpopulationer ökade i NP-Gsdma3 och Phe-BF3 behandlade tumörer minskade populationerna av monocyter, neutrofiler, myeloidhärledda suppressorceller och M2-makrofager. Förutom ökade IL-1, IL-18 och HMGB1 serum- och tumörnivåer, visade sig många immunstimulerande och antitumöreffektorgener (t.ex. Cd69, Gzma, Gzmb) vara uppreglerade och olika immunsuppressiva och protumörgener. gener (t.ex. Csf1, Vegfa, Cd274) nedreglerade i de 4 T1-tumörer som behandlats med NP-Gsdma3 och Phe-BF3 i BALB/c-möss [70].
GSDMD
Xi och kollegor fokuserade sin uppmärksamhet på cytotoxiska T-lymfocyter (CTL), och undersökte CTL:s uttryck av GSDM-gener i relation till CD8+ T-cellsmarkörer i LUAD, lung skivepitelcancer (LUSC) och melanomtumörprover med hjälp av data från The Cancer Genome Atlas (TCGA) [71]. Av de fem GSDM-genmedlemmarna visade endast GSDMD-uttryck en positiv korrelation med CD8+ T-cellsmarkörgener (t.ex. CD8A, CD8B, PRF1, GZMA, GZMB och IFNG) i CTL över alla tre tumörkohorter. En positiv korrelation mellan GSDMD och CD8A-, GZMB- och IFNG-uttryck i CTLs sågs också i många andra tumörtyper och i 30 primära tumörprover från patienter med NSCLC, vilket ytterligare bekräftar sambanden från TCGA. Ytterligare studie visade att uttrycket av GSDMD i aktiverade CTL från OT-1-möss ökade signifikant jämfört med naiva T-lymfocyter. På liknande sätt uppreglerade humana CD8+ T-celler GSDMD efter deras aktivering, och i LUAD- och LUSC-vävnadsprover sågs höga nivåer av GSDMD-protein i tumörinfiltrerande lymfocyter (TIL). I både OT-1 och humanaktiverade CD8+ T-celler förbättrades aktiveringen av kaspas-11 respektive kaspas-4 och riktade in sig på dem med kort hårnåls-RNA-försvagad GSDMD klyvning. När aktiverade OT-1 T-celler samodlades med ovalbumin-uttryckande Lewis-lungkarcinomceller (3LL-OVA), observerades samlokaliseringen av GSDMD och GzmB i CTL nära deras immunsynapser; dessutom minskade CTL-cytotoxiciteten mot 3LL-OVA-celler efter GSDMD-knockdown. Liknande resultat registrerades med användning av humana CTL och en H1299 NSCLC-cellinje [71]. Med tanke på att ett kritiskt sätt genom vilket CTL dödar tumörceller är genom frisättning av cytotoxiska molekyler i immunsynapsen som de bildar, spekulerades det att leveransen av GSDMD och GzmB till effektorcancerceller kan ha varit mekanismen bakom CTL-cytotoxicitet som ses i denna studie [71].
GSDMB (på engelska)
Kort efter Xi och kollegors rapport förstärktes en mekanism av NK- och CTL-inducerad tumörcellspyroptos genom granzymfrisättning av flera studier [33, 35, 72]. I motsats till Xi et al., men till exempel, implicerade Zhou et al. involveringen av GzmA och GSDMB, snarare än GzmB och GSDMD, i cellinjerna de undersökte, vilket stöder uppfattningen att en cells svar på granzymer och GSDMs är kontextuell och beroende av cellens typ [35, 71]. Specifikt fann man att påtvingat uttryck av GSDMB men inga andra GSDM-medlemmar i humana embryonala njurar (HEK)- 293 T-celler som saknade endogent uttryck av GSDM gav pyroptotisk dödande av 293 T-celler genom samodlade humana NK{{10 }}MI-celler [35]. Intressant nog verkade GSDMB-medierad dödande av NK-celler vara kaspasoberoende, eftersom behandling med en pan-kaspasinhibitor inte hade någon effekt. Hämningen av granzymer eller NK-cellsdegranulering och perforin blockerade emellertid inte bara NK-cellinducerad pyroptos utan även GSDMB-klyvning i 293 T-celler. Av de fem mänskliga granzymen i HEK-293F-celler fann man att endast GzmA snabbt klyvde GSDMB i ett mönster som liknar det som ses i NK-celldödande analyser. När GzmA elektroporerades in i GSDMB-rekonstituerade 293 T-celler, resulterade omfattande GSDMB-klyvning och pyroptotisk avlivning; men när en proteasdefekt GzmA S212A-mutant elektroporerades eller en icke-klyvbar GSDMB K244A-mutant eller K229A/K244A dubbelmutant uttrycktes, minskade pyroptosinduktionen signifikant. På liknande sätt krävdes GzmA-medierad klyvning av GSDMB under fysiologiska förhållanden för NK-cells pyroptotisk dödande av 293 T-celler, och eventuella störningar i klyvningen, såsom GSDMB-mutantuttryck, pekade 293 T-celler mot pyroptosresistens. I humana cancercellinjer som endogent uttrycker GSDMB, specifikt OE19 (esofaguskarcinom), SW837 (CRC) och SKCO1 (CRC), visades det vidare att GzmA-leverans genom elektroporation eller perforin var tillräcklig för att inducera GSDMB-medierad pyroptos [35].
Särskilt kan andra cancercellinjer med omärkbara GSDMB-nivåer, såsom OE33 (esofaguskarcinomceller) och HCC1954 (bröstcancerceller), transkriptionellt induceras för att öka GSDMB-uttrycket genom exponering för cytokiner som vanligtvis frisätts av aktiverade cytotoxiska lymfocyter, som interferon-gamma. (IFN-) och tumörnekrosfaktor-alfa (TNF-) [35]. I sin tur förbättrade IFN-priming signifikant pyroptotisk celldöd över ett antal av dessa cellinjer, även om denna effekt i slutändan var beroende av GzmA. I likhet med deras inkubation med NK-92MI-celler, visade sig 293 T-celler som uttrycker CD19 och GSDMB genomgå GSDMB-klyvning och pyroptos som svar på inkubation med human anti-CD19 chimär antigenreceptor (CAR) -T-celler. Denna klyvning och pyroptosinduktion inträffade emellertid inte när en icke-klyvbar version av GSDMB uttrycktes i 293 T-celler eller när GZMA slogs ner i CAR-T-cellerna. I fortsättningen visade gruppen att även om GSDMB inte har några ortologer i möss, kan CTL genererade från OT-1 transgena möss använda mus-GzmA (mGzmA) för att klyva mänskligt GSDMB och inducera pyroptos i mus-MC38 CRC-celler som uttrycker humant GSDMB. Genom att tillämpa denna kunskap på en in vivo-modell fann gruppen inga märkbara skillnader i tillväxten av ympade mus-CT26 CRC-celler i BALB/c-möss, oavsett om humant GSDMB rekonstituerades i cellerna eller inte. Det framfördes senare att igenkänningen av CT26-tumörceller av CTLs i modellen kan ha hindrats av interaktion med programmerad celldödsprotein 1 (PD-1) – programmerad dödligand 1 (PD-L1), således, förhindrar CTL-leverans av mGzmA till mål-CT26-celler och induktion av CT26-cellspyroptos. Anmärkningsvärt nog, genom att blockera PD-1-PD-L1-bindning i modellen genom PD-1-antikroppsinjektion, kunde gruppen något minska tillväxten av kontroll-CT26-tumörer och nästan helt undertrycka tillväxten av human GSDMB- uttrycker CT26-tumörer. Partiell hämning av tumörtillväxt sågs också i CT26-tumörer som uttrycker den GzmA-resistenta dubbelmuterade formen av GSDMB under PD-1-antikroppstillståndet, men endast i en omfattning nära kontrolltumörer. Gruppen rapporterade också liknande fynd med en mer aggressiv B16-F10 melanomtumörmodell i C57BL/6-möss [35]. Sammantaget visade dessa fynd inte bara att GSDMB-medierad pyroptos verkar nedströms om GzmA utan att cytotoxiska lymfocyter kan leverera GzmA till GSDMB-uttryckande cancerceller för att underlätta antitumörimmunitet.
GSDME (på engelska)
Zhang et al. rapporterade också samma mekanism för pyroptosinduktion av cytotoxiska lymfocyter men pekade på GSDME:s och GzmB:s inblandning [33]. Som ledde till dessa fynd visades det att ektopiskt uttryckande mus-GSDME (mGSDME) i murina 4T1E-bröstcancerceller inympade i immunkompetenta BALB/c-möss signifikant hämmade 4T1E-tumörtillväxt och ledde till en ökning av infiltrationen av NK-celler och tumörassocierade makrofager (TAM) [33]. Dessutom ökade NK-cells- och CD8+ TIL-uttryck av GzmB och perforin i dessa tumörer, såväl som CD8+ TIL-produktion av IFN- och TNF när de stimulerades av forbol 12- myristat { {11}}acetat och jonomycin. Omvänt mildrade uttryck av icke-funktionella eller icke-klyvbara versioner av mGSDME i 4T1E-celler signifikant dessa effekter, medan mGSDME knockout i EMT6-tumörer hade motsatta effekter. När 4T1E-tumörceller som uttrycker förstärkt grönt fluorescerande protein (eGFP) implanterades i dessa möss, sågs antalet eGFP-positiva CD8+ TILs vara markant högre när 4T1E-cellerna också överuttryckte mGSDME. eGFP-positiva TILs i mGSDME-överuttryckande tumörer hade också högre perforinuttryck och cytokinproduktion sekundärt till GFP-färgning; och en fördubbling av eGFP-positiva TAM i dessa tumörer jämfört med kontroller indikerade starkt större tumörcellsfagocytos, vilket kan ha hjälpt till att främja antitumöradaptiv immunitet. För att undersöka sambandet mellan GSDME-medierad tumörsuppression och immunsvar, användes NSG-möss som saknade mogna lymfocyter och perforinbristade BALB/c-möss separat av gruppen för att avslöja att antitumöreffekten av GSDME var både lymfocyt- och perforin- beroende och implicerade involveringen av NK- och CD8+ T-celler. Genom ytterligare undersökning visades det att den humana NK-cellinjen YT kan aktivera pyroptos i GSDME-uttryckande HeLa-celler och spekulerade från experiment med human neuroblastom SH-SY5Y-cellinje att denna induktion uppnåddes genom GzmB, som inte bara klyver GSDME vid samma webbplats som caspase-3 men aktiverar indirekt caspase-3. Vaccin/utmaningsexperiment indikerade också starkt att pyroptos var en form av ICD, vilket överensstämmer med den ökade infiltrationen och den förbättrade immuncellsfunktionen som observerats under tidigare experiment med mGSDME-överuttryckande celler [33].
Dessa fynd är i enlighet med de av Liu et al., som föreslog att CAR-T-celler kan inducera GSDME-medierad tumörcellspyroptos i B-leukemiska och solida tumörceller genom frisättning av perforin och GzmB [72]. GzmB visade sig också snabbt klyva GSDMB och aktivera kaspas-3 i Luc-Raji- och NALM- 6-celler, även om dess frisättning och potential att inducera mus B16-melanomcellpyroptos föreslogs vara beroende av CAR-T celltumörantigenaffinitet och samsignaleringsdomäner eller dess kvantitet när de frisätts, respektive. Behandling av mänskliga makrofager med supernatanterna från samodlade CD19-CAR-T-celler och cancerceller (NALM-6, Raji eller primära B-leukemiska celler) föranledde makrofagaktivering av kaspas{{14} }, klyvning av GSDMD och frisättning av IL-6 och IL-1 . Dessa observationer sågs dock inte om de samodlade cancercellerna hade brist på GSDME eller makrofagerna i kaspas-1, GSDMD eller NLRP3. Det avslöjades också att ATP och HMGB1 i de samodlade pyroptotiska supernatanterna var tillräckliga för att främja makrofag IL-1-utsöndring och IL-6-uppreglering. I stort förebådade dessa fynd de som sågs i en musmodell av leukemi CAR-T-cellinducerat cytokinfrisättningssyndrom (CRS) (med Raji- eller NALM-6-celler i gravt kombinerade immunbristbeige möss), vilket indikerade att CAR-T cellterapi framkallade CRS genom GSDME-förenklad pyroptos. Denna uppfattning fick ytterligare stöd när primära B-leukemiska celler från patienter före CD19-CAR T-cellsbehandling analyserades och visade ökade GSDME-nivåer som är associerade med svårare CRS [72].
Bortsett från det är det värt att nämna att i en separat studie främjade behandlingsinducerad pyroptos i melanomceller via GSDME och caspas-3 följaktligen HMGB1-frisättning och var direkt kopplad till infiltrationen av både tumörassocierade T-celler och aktiverade dendritiska celler [73]. Det föreslogs därför av gruppen att DAMPs, som HMGB1, kan aktivera dendritiska celler som i sin tur framkallar T-cellsproliferation och mognad och bidrar till antitumörimmunsvar [73].
cistanche tubulosa-förbättra immunförsvaret
Utsikter för pyroptos vid anticancerterapi
Under de senaste åren har ett växande antal studier illustrerat genomförbarheten och den terapeutiska potentialen av att utnyttja pyroptos för att engagera antitumörimmunitet genom olika inriktnings- och leveransmetoder (Fig. 2). Med användning av tumörcell-härledda mikropartiklar (TMP), till exempel, Gao et al. har levererat metotrexat till kolangiokarcinomceller (CCA) för att inducera GSDME-medierad pyroptos, vilket leder till aktivering av patienthärledda makrofager och rekrytering av neutrofiler till tumörstället för läkemedelsstyrd tumördestruktion [74]. Dessutom, när detta metotrexat-TMP-tillförselsystem infunderades i gallgångslumen hos extrahepatiska CCA-patienter, observerades neutrofilaktivering och upplösning av gallobstruktion hos 25% av patienterna [74]. GSDME-medierad pyroptos har också visat sig föranledas vid melanom genom en kombination av BRAF- och MEK-hämmare, vilket orsakar immuncellsinfiltration/aktivering och melanomregression [73]. I en annan strategi användes metformin, det vanligaste läkemedlet som används för att behandla typ 2-diabetes, för att hämma cancercellsproliferation genom att indirekt aktivera pyroptos genom kaspas-3 [75]. Specifikt bidrog metformin till mitokondriell dysfunktion och aktiverade AMPK/SIRT1/NF-KB-vägen, vilket främjade Bax-ackumulering och cytokrom c-frisättning, vilket i sin tur ledde till kaspas-3-aktivering och GSDME-klyvning [75]. En rad småmolekylära hämmare riktade mot KRAS-, EGFR- eller ALK-mutant lungcancer upptäcktes också inducera pyroptotisk död genom kaspas-3--medierad klyvning av GSDME efter aktivering av den mitokondriella inre apoptosvägen [43]. Gruppens fynd antydde att dessa två PCD-vägar reglerar varandra och att pyroptos kan användas för att öka effekten av anticancerriktade terapier, även om denna effekt minskar när den apoptotiska funktionen är intakt [43]. I bröstcancerceller utlöste behandling med en RIG- 1-agonist den yttre apoptosvägen och pyroptos, aktiverade STAT1 och NF-KB och uppreglerade lymfocytrekryterande kemokiner [76]. Följaktligen åtföljdes en minskning av metastasering av bröstcancer och tumörtillväxt av en ökning av tumörlymfocyter efter RIG-1-aktivering hos möss [76]. Även om bytet från apoptos till pyroptos ännu inte har klarlagts fullt ut, visade sig en nyligen syntetiserad NF-KB-hämmare, 13d, stoppa cancerceller i G2/M-fasen och främja denna switch [77]. Behandling med 13d gav också en robust antitumöreffekt in vivo samtidigt som den uppvisade låg toxicitet [77], liknande L61H10, en annan förening som rapporterades inducera en apoptos-till-pyroptos-växling, också troligen genom NF-KB-hämning [78].
Ett anmärkningsvärt hinder för att utveckla pyroptosbaserade anticancerstrategier är det faktum att många cancerformer signifikant nedreglerar sitt uttryck av GSDM-proteiner eller uttrycker muterade, icke-funktionella former av dem [33]. Lyckligtvis har detta dilemma fångat intresset hos många forskare som har börjat utveckla smarta lösningar, som Fan et al., som närmade sig problemet genom epigenetisk inriktning [79]. Genom att använda decitabin för att demetylera GSDME i kombination med nanolipo som bär kemoterapiläkemedel som aktiverar kaspas-3, vände gruppen effektivt GSDME-tystnaden i tumörceller och inducerade pyroptos. Förutom att undertrycka tumörtillväxt, metastaser och återfall, stimulerade denna regim också immunsvar genom pyroptosinducerad cytokinfrisättning [79]. Med tanke på att 91% av de cancerpatientrelaterade GSDME-mutationerna utvärderade av Zhang et al. sågs orsaka förlust av funktion [33], men det tyder på att epigenetisk inriktning kanske inte är en effektiv metod för att inducera pyroptos hos vissa patienter. Den riktade leveransen av funktionella GSDM-proteiner direkt till cancerceller via nanoteknik [70], kan dock ge ett tillförlitligt och effektivt sätt att kringgå detta dilemma. Ett annat stort hinder för nästan alla immunterapeutiska strategier mot cancer är den dysreglering som härrör från den immunsuppressiva tumörmikromiljön, till exempel genom hämmande receptorer som PD-1. För att ta itu med detta, Lu et al. konstruerade NK92-celler som innehåller en chimär costimulatory converting receptor (CAR) som omvandlar den hämmande PD-1-signalen till en aktiverande signal, vilket effektivt förbättrar cellernas antitumöraktivitet mot H1299-lungcancerceller [80]. In vitro dödade CR NK92-celler snabbt H1299-celler genom GSDME-medierad pyroptos och in vivo hämmade signifikant tumörtillväxt [80]. Taget tillsammans med Liu och kollegors observationer av CAR-T-cellinducerad pyroptos [72], verkar det som att framtida utforskning av CAR-baserade terapier, även om de är utmanande, kommer att vara särskilt värda besväret. Dessutom tyder det spännande och växande antalet rapporter om att pyroptosinduktion samverkar med PD-1-hämmare för att göra "kalla" tumörer "heta" att vi bara har börjat förstå den kombinatoriska potentialen hos pyroptos (Fig. 2) [35 70].
Fig. 2 Pyroptos värmer immuniteten mot cancer. "Kall tumör": tumörceller skapar en immuntolerant mikromiljö och undviker immundetektering och -död genom att rekrytera immunsuppressiva celler, öka immunkontrollpunktsproteiner, förhindra antigenpresentation och frigöra immunhämmande faktorer. "Värmande tumör": olika strategier används för att inducera tumörcellspyroptos och "värma" tumörer från immuntysta tillstånd. "Varm tumör": pyroptotiska tumörceller frisätter pro-inflammatoriska cytokiner och immunogent material som leder till aktivering och rekrytering av immunceller. "Vet tumör": infiltrerade immunceller känner igen och dödar tumörceller, och detta dödande kan delta i en positiv återkopplingsslinga som förstärker tumörspecifik immunitet. Tumöreliminering kan ökas ytterligare genom kombinatoriska terapeutiska strategier. CAR-T, chimär antigenreceptor T-cell; CR-NK, chimär costimulatory converting receptor natural killer cell; DC, dendritisk cell; GSDM, gastrinproteiner; HMGB1, högrörlig gruppboxprotein 1; IFN-, interferon-gamma; IL, interleukin; MDSCs, myeloid-härledda suppressorceller; MHC, stort histokompatibilitetskomplex; NK, naturlig mördarcell; NP, nanopartikel; PD-L1, programmerad dödligand 1; PD-1, programmerat celldödsprotein 1; TNF-, tumörnekrosfaktor-alfa; Tregs, regulatoriska T-celler
Slutsatser och framtidsperspektiv
Som ett inflammatoriskt celldödsläge spelar pyroptos en viktig roll i tumörsuppression genom att få antitumörimmunsvar att fungera. I vissa fall tyder det på att enbart pyroptosinduktion kan vara tillräckligt för att hindra tumörtillväxt, även om variationer i dess effektivitet och associerade biverkningar (t.ex. CRS vid CAR-T-cellterapi) antyder att dess kliniska användning sannolikt kommer att vara mest effektiv när används i kombination med andra anticancermodaliteter och skräddarsydda för enskilda patienter och cancerformer. En av de största utmaningarna för den terapeutiska användningen av pyroptos verkar vara oregelbundenhet i uttryck och funktion av pyroptosrelaterade komponenter, inte bara över olika cancerformer utan även inom dem. Ändå ger framsteg inom molekylär, genetisk och epigenetisk inriktning/leveranssystem, tillsammans med precision och personlig medicin, hopp om att vi snart kan ha de verktyg och kunskap som behövs för att utnyttja dessa kraftfulla mekanismer som vapen mot cancer.
Referenser
1. Wong RS. Apoptos vid cancer: från patogenes till behandling. J Exp Clin Cancer Res. 2011;30(1):1–14.
2. Fang Y, Tian S, Pan Y, Li W, Wang Q, Tang Y, et al. Pyroptos: en ny gräns inom cancer. Biomed Pharmacother. 2020;121:109595. https://doi.org/10.1016/j. biopha.2019.109595.
3. de Vasconcelos NM, Lamkanfi M. Nya insikter om inflammasomer, gastrinporer och pyroptos. 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, et al. Rollen av nekroptos i cancerbiologi och terapi. Mol Cancer. 2019;18(1):1–17.
5. Wang Y, Gao W, Shi X, Ding J, Liu W, He H, et al. Kemoterapiläkemedel inducerar pyroptos genom kaspas-3-klyvningen av en hjärna. Natur. 2017; 547(7661):99–103. https://doi.org/10.1038/nature22393.
6. Bebber CM, Müller F, Prieto Clemente L, Weber J, von Karstedt S. Ferroptosis in cancer cell biology. Cancer. 2020;12(1):164. https://doi.org/10.3390/ca ncers12010164.
7. Mou Y, Wang J, Wu J, He D, Zhang C, Duan C, et al. Ferroptosis, en ny form av celldöd: möjligheter och utmaningar i cancer. J Hematol Oncol. 2019;12(1):1–16.
8. Inoue H, Tani K. Multimodal immunogen cancercelldöd som en konsekvens av cytotoxiska behandlingar mot cancer. Celldöd skiljer sig åt. 2014; 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. Mönsterigenkänningsreceptorer och värdcellsdödsmolekylära maskineri. Front Immunol. 2018;9:2379. https://doi.org/10.3389/ fimmu.2018.02379.
10. Tang R, Xu J, Zhang B, Liu J, Liang C, Hua J, et al. Ferroptos, nekroptos och pyroptos i anticancerimmunitet. J Hematol Oncol. 2020;13(1):1–18.
11. Monack DM, Raupach B, Hromockyj AE, Falkow S. Salmonella typhimurium-invasion inducerar apoptos i infekterade makrofager. 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 inducerar apoptos i infekterade makrofager. Natur. 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. Shigella-inducerad apoptos är beroende av kaspas-1 som binder till IpaB. J Biol Chem. 1998;273(49):32895–900. https://doi.org/10.1074/jbc.273.49.32895. 14. Fink SL, Cookson BT. Caspas-1-beroende porbildning under pyroptos leder till osmotisk lys av infekterade värdmakrofager. 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, et al. Inflammasomaktivering utlöser blodkoagulering och värddöd genom pyroptos. Immunitet. 2019;50(6):1401–11. e1404.
16. Zhaolin Z, Guohua L, Shiyuan W, Zuo W. Roll av pyroptos i hjärt-kärlsjukdom. Cell Prolif. 2019;52(2):e12563. https://doi.org/10.1111/ cpr.12563.
17. Voet S, Srinivasan S, Lamkanfi M, van Loo G. Inflammasomer i neuroinflammatoriska och neurodegenerativa sjukdomar. EMBO Mol Med. 2019; 11(6):e10248.
18. Doitsh G, Galloway NL, Geng X, Yang Z, Monroe KM, Zepeda O, et al. Celldöd genom pyroptos driver utarmning av CD4 T-celler vid HIV-1-infektion. Natur. 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. NLRP3-inflammasomaktiveringsmedierad pyroptos förvärrar myokardischemi/reperfusionsskada hos diabetiska råttor. Oxid Med Cell Longev. 2017;2017.
20. Kuang S, Zheng J, Yang H, Li S, Duan S, Shen Y, et al. Strukturinsikt av GSDMD avslöjar grunden för GSDMD-autoinhibering i cellpyroptos. 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. Caspase-1 autoproteolys krävs differentiellt för NLRP1b och NLRP3 inflammasomfunktion. 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, et al. Inflammatoriska kaspaser är medfödda immunreceptorer för intracellulär LPS. Natur. 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. TLR-aktivering reglerar skadeassocierade molekylära mönsterisoformer som frigörs under pyroptos. 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, et al. Strukturell mekanism för GSDMD-inriktning av autobehandlade kaspaser i pyroptos. Cell. 2020;180(5):941–55. e920.
25. Kayagaki N, Warming S, Lamkanfi M, Walle LV, Louie S, Dong J, et al. Icke-kanonisk inflammasomaktivering riktar sig mot kaspas-11. Natur. 2011; 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. Kaspas-11 klyver gasdermin D för icke-kanonisk inflammasomsignalering. Natur. 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. Nedreglering av GSDMD dämpar tumörproliferation via den inneboende mitokondriella apoptotiska vägen och hämning av EGFR/Akt-signalering och förutspår en god prognos vid icke-småcellig lungcancer. 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, et al. Caspase-1 initierar apoptos i frånvaro av gasdermin D. Nat Commun. 2019;10(1):1–19.
29. Lee BL, Mirrashidi KM, Stowe IB, Kummerfeld SK, Watanabe C, Haley B, et al. ASC- och kaspasberoende -8-apoptotisk väg avviker från NLRC4-inflammasomen i makrofager. Sci Rep. 2018;8(1):1–12.
30. Chen KW, Demarco B, Heilig R, Shkarina K, Boettcher A, Farady CJ, et al. Extrinsisk och inneboende apoptos aktiverar pannexin-1 för att driva NLRP 3-inflammasomsammansättningen. EMBO J. 2019;38(10):e101638.
31. Demarco B, Grayczyk JP, Bjanes E, Le Roy D, Tonnus W, Assenmacher CA, et al. Kaspas-8–8-beroende gasdermin D-klyvning främjar antimikrobiellt försvar men ger känslighet för TNF-inducerad dödlighet. Sci Adv. 2020; 6(47):eabc3465.
32. Aizawa E, Karasawa T, Watanabe S, Komada T, Kimura H, Kamata R, et al. GSDME-beroende ofullständig pyroptos tillåter selektiv IL-1-frisättning under kaspas-1-hämning. iScience. 2020;23(5):101070.
33. Zhang Z, Zhang Y, Xia S, Kong Q, Li S, Liu X, et al. Gasdermin E undertrycker tumörtillväxt genom att aktivera antitumörimmunitet. Natur. 2020;579(7799): 415–20. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2071-9.
34. Li L, Li Y, Bai Y. Roll GSDMB i pyroptos och cancer. 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, et al. Granzym A från cytotoxiska lymfocyter klyver GSDMB för att utlösa pyroptos i målceller. Vetenskap. 2020;368(6494).
36. Hou J, Zhao R, Xia W, Chang CW, You Y, Hsu JM, et al. PD-L1-förmedlad gasdermin C-uttryck växlar apoptos till pyroptos i cancerceller och underlättar tumörnekros. 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. Nya insikter om hjärnans roll i infektioner och inflammatoriska sjukdomar. Clin Transl Immunol. 2020;9(10):e1186.
38. Wang M, Jiang S, Zhang Y, Li P, Wang K. De mångfacetterade rollerna för pyroptotiska celldödsvägar i cancer. Cancer. 2019;11(9):1313. https:// doi.org/10.3390/cancers11091313.
39. Tan G, Huang C, Chen J, Zhi F. HMGB1 frisatt från GSDME-medierade pyroptotiska epitelceller deltar i tumörbildningen av kolit-associerad kolorektal cancer genom ERK1/2-vägen. J Hematol Oncol. 2020;13(1):1–11.
40. Vakkala J, Lotze MT. Inflammation och nekros främjar tumörtillväxt. 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, et al. Simvastatin undertrycker proliferation och migration vid icke-småcellig lungcancer via pyroptos. 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, et al. Kemoterapeutiskt paklitaxel och cisplatin inducerar differentiellt pyroptos i A549-lungcancerceller via kaspas-3/GSDME-aktivering. Apoptos. 2019;24(3):312–25.
43. Lu H, Zhang S, Wu J, Chen M, Cai MC, Fu Y, et al. Molekylärt riktade terapier framkallar samtidig apoptotisk och GSDME-beroende pyroptotisk tumörcelldöd. 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, et al. Alpinumisoflavon undertrycker hepatocellulär karcinomcelltillväxt och metastasering via NLRP3 inflammasommedierad pyroptos. 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, et al. Pyroptos är involverad i patogenesen av humant hepatocellulärt karcinom. 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 främjar invasion och metastaser i bröstcancerceller. PLoS One. 2014;9(3):e90099. https://doi.org/10.1371/journal. pone.0090099.
47. Kim MS, Lebron C, Nagpal JK, Chae YK, Chang X, Huang Y, et al. Metylering av DFNA5 ökar risken för lymfkörtelmetastaser vid human bröstcancer. 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. Expression of Caspase-1 i bröstcancervävnader och dess effekter på cellproliferation, apoptos och invasion. 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, et al. NLRP1-överuttryck är korrelerat med tumörbildning och proliferation av mänskliga brösttumörer. 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 uppregleras genom inaktivering av transformerande tillväxtfaktorreceptor typ II i närvaro av muterad Apc, vilket främjar proliferation av kolorektal cancer. 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. Avvikande promotormetylering och tumörundertryckande aktivitet av DFNA5-genen i kolorektalt karcinom. Onkogen. 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. Brist på frånvaro i melanom 2 (AIM2) uttryck i tumörceller är nära associerad med dålig överlevnad hos patienter med kolorektal cancer. Int J Cancer. 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. Inflammationsinducerad tumörbildning i tjocktarmen regleras av kaspas-1 och 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, et al. DAC kan återställa uttryck av NALP1 för att undertrycka tumörtillväxt vid tjocktarmscancer. Celldöd Dis. 2015;6(1):e1602–2. https://doi.org/10.1038/cddis.2014.532.
55. Saeki N, Kim D, Usui T, Aoyagi K, Tatsuta T, Aoki K, et al. GASDERMIN, som ofta undertrycks vid magcancer, är ett mål för LMO1 i TGF- --beroende apoptotisk signalering. Onkogen. 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. Distinkt uttryck och funktion av fyra GSDM-familjegener (GSDMA-D) i normalt och malignt övre gastrointestinala epitel. Gener Kromosomer Cancer. 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, et al. Nedreglering av gastrin D främjar proliferation av magcancer genom att reglera cellcykelrelaterade proteiner. J Dig Dis. 2018;19(2):74–83. https://doi.org/10.1111/1751-2 980.12576.
58. Akino K, Toyota M, Suzuki H, Imai T, Maruyama R, Kusano M, et al. Identifiering av DFNA5 som ett mål för epigenetisk inaktivering i magcancer. 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. Bestämning av de potentiella tumörundertryckande effekterna av GSDME i en kemiskt inducerad och genetiskt modifierad musmodell för tarmcancer. Cancer. 2019;11(8):1214.
60. Jiang Z, Yao L, Ma H, Xu P, Li Z, Guo M, et al. miRNA-214 hämmar cellulär proliferation och migration i gliomceller riktade mot kaspas 1 involverat i pyroptos. 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, et al. Förlust av AIM2-uttryck främjar hepatokarcinomprogression genom aktivering av mTOR-S6K1-vägen. 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. Inflammasomsensor NLRP1 ger förvärvad läkemedelsresistens mot temozolomid vid humant melanom. Cancer. 2020;12(9):2518. https://doi. org/10.3390/cancers12092518.
63. Zhai Z, Liu W, Kaur M, Luo Y, Domenico J, Samson JM, et al. NLRP1 främjar tumörtillväxt genom att förbättra inflammasomaktivering och undertrycka apoptos vid metastaserande melanom. Onkogen. 2017;36(27): 3820–30. https://doi.org/10.1038/onc.2017.26.
64. Winter RN, Kramer A, Borkowski A, Kyprianou N. Förlust av kaspas-1 och kaspas-3-proteinuttryck i human prostatacancer. Cancer Res. 2001; 61(3):1227–32.
65. Wang M, Chen X, Zhang Y. Biologiska funktioner av Gasdermins i cancer: från molekylära mekanismer till terapeutisk potential. Front Cell Dev Biol. 2021;9:189.
66. Yu P, Zhang X, Liu N, Tang L, Peng C, Chen X. Pyroptos: mekanismer och sjukdomar. Signaltransdukt 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. Metyleringsanalys av Gasdermin E visar mycket lovande som en biomarkör för kolorektal cancer. 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, et al. Pyroptos: ett nytt paradigm för celldöd för att bekämpa cancer. 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. Detektion av immunogen celldöd och dess relevans för cancerterapi. 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, et al. Ett bioortogonalt system avslöjar antitumörimmunfunktionen hos pyroptos. Natur. 2020; 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 krävs för effektor CD8+ T-cellssvar på lungcancerceller. 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, et al. Gasdermin E – E-medierad målcellspyroptos av CAR T-celler utlöser cytokinfrisättningssyndrom. Sci Immunol. 2020; 5(43).
73. Erkes DA, Cai W, Sanchez IM, Purwin TJ, Rogers C, Field CO, et al. Mutant BRAF och MEK-hämmare reglerar tumörens immunmikromiljö via pyroptos. Cancer 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, et al. Metotrexatladdade tumörcellshärledda mikrovesiklar kan lindra gallvägsobstruktion hos patienter med extrahepatisk kolangiokarcinom. 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. Metformin aktiverar AMPK/SIRT1/NF-KB-vägen och inducerar mitokondriell dysfunktion för att driva caspase3/GSDME-medierad cancercellspyroptos. Cellcykel. 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. Terapeutiskt aktiv RIG-I-agonist inducerar immunogen tumörcellsdöd vid bröstcancer. 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, et al. Designa och optimera Nsubstituted EF 24 som en effektiv och låg toxicitet NF-KB-hämmare för lungcancerterapi via apoptos-till-pyroptos-växel. 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, et al. Ett tiopyranderivat med låg murin toxicitet med terapeutisk potential på lungcancer som verkar genom en NF-KB-medierad apoptos-till-pyroptos-växling. Apoptos. 2019; 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. Epigenetikbaserad tumörcellspyroptos för att förstärka den immunologiska effekten av kemoterapeutiska nanobärare. 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. En ny chimär PD1- NKG2D-41BB-receptor förbättrar antitumöraktiviteten hos NK92-celler mot humana lungcancer H1299-celler genom att utlösa pyroptos. Mol Immunol. 2020;122:200–6. https://doi.org/10.1016/j.molimm.2020.04.016.
