Pyroptóza v popředí protirakovinné imunity
Nov 14, 2023
Abstraktní
Nádorová rezistence vůči apoptóze a imunosupresivní nádorové mikroprostředí jsou dva hlavní přispěvatelé ke špatným terapeutickým odpovědím během onkologické intervence. Pyroptóza, lytická a zánětlivá programovaná dráha buněčné smrti odlišná od apoptózy, následně vyvolala značný zájem mezi výzkumníky rakoviny pro svůj potenciál klinicky využít a řešit tyto problémy. Nedávné důkazy naznačují, že indukce pyroptózy v nádorových buňkách vede k silné zánětlivé reakci a výrazné regresi nádoru. Pyroptóza, která je základem jejího protinádorového účinku, je zprostředkována proteiny gastrinu tvořícími póry, které usnadňují aktivaci a infiltraci imunitních buněk prostřednictvím uvolňování prozánětlivých cytokinů a imunogenního materiálu po ruptuře buňky. Vzhledem ke své zánětlivé povaze se však aberantní pyroptóza může také podílet na tvorbě mikroprostředí podporujícího nádor, jak dokazuje upregulace proteinů gastrinu u některých druhů rakoviny. V tomto přehledu jsou představeny molekulární dráhy vedoucí k pyroptóze, následuje přehled zdánlivě zapletených vazeb mezi pyroptózou a rakovinou. Popisujeme, co je známo o dopadu pyroptózy na protirakovinnou imunitu, a dáváme nahlédnout do potenciálu využití pyroptózy jako nástroje a její aplikace na nové nebo existující protirakovinné strategie.
cistanche tubulosa-zlepšuje imunitní systém
Klíčová slova: Pyroptóza, Protinádorová imunita, Gasdermin, rakovina, Imunitní krajina
Pozadí
Zatímco dlouho unikal objevu, existence a fyziologický význam drah programované buněčné smrti (PCD) odlišných od apoptózy vyvolaly v posledních letech rostoucí zájem, částečně kvůli vysoké prevalenci rezistence na apoptózu u nádorů [1]. Z těchto různých forem se pyroptóza, nekrotická a lytická PCD, odlišuje od ostatních svou schopností vyvolat silnou zánětlivou odpověď [2]. Podobně jako u nekroptózy, programované formy nekrózy, se má za to, že pyroptóza existuje hlavně jako obrana proti patogenům spuštěním antimikrobiální reakce uvolněním imunogenního buněčného obsahu, včetně molekulárních vzorů spojených s poškozením (DAMP) a zánětlivých cytokinů [3]. Na rozdíl od nekroptózy, která je zprostředkována pseudokinázou podobnou kinázové doméně (MLKL) a nezávislou na kaspáze [4], je pyroptóza zprostředkována proteiny rodiny gastrinu (GSDM) a podobně jako apoptóza do značné míry závislá na kaspáze [5]. Nedávno se objevily i další formy regulované nekrózy, jako je feroptóza [6–10] a jsou srovnány s nekrózou a apoptózou v tabulce 1.
Snaha překonat rakovinu a její vážné globální důsledky nás opakovaně vedla k tomu, abychom čelili podvodu smrti a odhalení rakovinnými buňkami. I když je pyroptóza stále poměrně nejasný proces, představuje potenciálně využitelný a účinný prostředek nejen k obejití apoptózové rezistence, ale také k aktivaci nádorově specifické imunity a/nebo zvýšení účinnosti stávajících terapií. Zde diskutujeme současné poznatky o pyroptóze v kontextu protirakovinné imunity, abychom nahlédli do jejího potenciálu v boji proti rakovině.
Tabulka 1 Srovnání vybraných forem buněčné smrti
Pyroptóza na první pohled
Pyroptóza byla poprvé popsána v 90. letech 20. století u makrofágů infikovaných sérovarem S. enterica Typhimurium (S. Typhimurium) [11] a S. flexneri [12]. Ačkoli se původně myslelo, že jde o proces apoptózy, další studie odhalila, že tato bakteriemi vyvolaná buněčná smrt byla silně závislá na kaspáze-1 [13], kaspáze, která se neúčastní provádění apoptózy (tj. kaspáza{{6 }}). Krátce nato v roce 2001 byla tato PCD označena jako pyroptóza neboli „ohnivý pád“, aby popsala uvolňování prozánětlivých signálů umírajícími buňkami. Pyroptotické buňky sdílejí několik rysů s apoptotickými buňkami, jako je kondenzace chromatinu a fragmentace DNA, ale jsou rozlišitelné podle jejich neporušeného jádra, tvorby pórů, bobtnání buněk a osmotické lýzy (tabulka 1) [14]. Obecně je ruptury pyroptotických buněk dosaženo aktivací proteinů GSDM, které tvoří póry, zprostředkovanou kaspázou po vazbě DAMP nebo molekulárních vzorů spojených s patogeny (PAMP) [15]. Tyto stejné kaspázy mohou také přímo nebo nepřímo přispívat ke zrání prozánětlivých cytokinů, které spolu s DAMP iniciují nebo udržují zánětlivou odpověď, když se uvolní. Přestože pyroptóza plní důležitou ochrannou roli při rozlišování patogenů, je považována za komplikující faktor u několika lidských onemocnění, jako jsou kardiovaskulární onemocnění [16], neurodegenerativní onemocnění [17] a HIV/AIDS [18]. Metabolické poruchy, jako je diabetes, mohou být také podporovány pyroptózou prostřednictvím chronického zánětu a produkcí cytokinů interferujících s inzulínem [19]. U rakoviny se zdá, že úloha pyroptózy je dvojsečná. Na jedné straně může pyroptóza rychle vést k regresi nádoru a na druhé straně může usnadnit rozvoj nádorového mikroprostředí. Tudíž rakovinné buňky mohou buď potlačovat nebo podněcovat pyroptózu k podpoře jejich progrese v závislosti na kontextu.
Výhody cistanche tubulosa- posílení imunitního systému
Molekulární mechanismy pyroptózy
Pravděpodobně se v budoucnu zvýší, v současnosti existují dvě hlavní a několik alternativních cest, které byly dosud objasněny (obr. 1). V hlavních drahách je pyroptóza indukována GSDMD a zahrnuje zánětlivou kaspázu-1 (kanonická dráha) nebo kaspázu-4/5 (nebo myší kaspázu-11) (nekanonická dráha). Z alternativních cest je nejrozšířenější pyroptóza indukovaná GSDME prostřednictvím kaspázy-3 [5], i když byly také popsány různé cesty zahrnující jiné členy rodiny GSDM a kaspázy nebo granzymy. Strukturálně jsou GSDMA, GSDMB, GSDMC, GSDM D a GSDME všechny složeny z N-terminální domény tvořící póry a C-terminální regulační domény, které jsou spojeny oblastí linkeru [20]. Za normálních podmínek umožňuje oblast linkeru, aby se C-terminální doména složila přes vrchol N-terminální domény a funkčně inhibovala její letální aktivitu. Štěpení v místě linkeru kaspázami nebo granzymy však tuto autoinhibiční strukturu vzdává a vede k translokaci fragmentu N-terminální domény do plazmy a mitochondriálních membrán. Jakmile je N-terminální doména navázána, oligomerizuje a tvoří sudovité transmembránové póry, které usnadňují sekreci prozánětlivého obsahu, jako je interleukin (IL)- 1 a IL-18, a způsobují lýzu buněk přes osmotickou bariéru narušení [21]. V následujících částech je poskytnut souhrn kroků zahrnutých v každé z drah vedoucích k pyroptóze.
Kanonická zánětlivá dráha
V kanonické inflammasomové dráze k pyroptóze vede rozpoznání DAMP (např. fibrinogen, proteiny tepelného šoku, DNA) a/nebo PAMP (např. flagellin, glykany, lipopolysacharidy (LPS)) receptory pro rozpoznávání vzorů (PRR) k aktivaci příslušné cytosolové signální komplexy zvané inflammasomy, které se typicky skládají ze senzorového proteinu, adaptoru a efektorové kaspázy [22]. Ačkoli se na tomto procesu podílí řada PRR, jako jsou NOD-like receptory (NLR) a toll-like receptory (TLR), je známo, že pouze podskupina z nich je schopna přímo sestavit zánětlivé buňky a aktivovat cysteinovou proteázu kaspázu{ {3}} [23]. Konkrétně PRR/inflammasomové senzory v této podskupině zahrnují NLR rodinu obsahující pyrinovou doménu (NLRP)1, NLRP3, NLRP4, nepřítomné v melanomu 2 (AIM2) a Pyrin. Po jejich aktivaci většina těchto senzorů interaguje s adaptorovým proteinem apoptózou spojeným s speck-like proteinem obsahujícím CARD (ASC), který aktivuje kaspázu-1 prostřednictvím získávání a štěpení prokaspázy-1. Kromě uvolnění a aktivace smrtelné N-terminální domény GSDMD (GDSMD-N), kaspáza-1 také dozrává pro-IL-1 a pro-IL-18 na IL{{22 }} a IL-18, které se uvolňují přes nekrotické membránové póry tvořené GSDM DN [24].
Výhody cistanche tubulosa-Antitumor
Nekanonická zánětlivá dráha
Na rozdíl od kanonické zánětlivé dráhy je nekanonická zánětlivá dráha nezávislá na kaspáze-1 a místo toho je závislá na kaspáze-4 a -5 u lidí a kaspáze-11 u myší [25]. K aktivaci těchto kaspáz dochází přímou vazbou LPS na příslušné pro-kaspázy a obchází potřebu inflammasomových senzorů. LPS pocházející z gramnegativních bakterií může nastat prostřednictvím infekce nebo membránových vezikulů. Ačkoli tyto kaspázy neaktivují IL-1 a IL-18 přímo, jejich spuštění pyroptózy prostřednictvím štěpení GSDMD vede k vyplavení iontů draslíku, které aktivuje zánět NLRP3 a reguluje činnost kaspázy{{11} } [26].
Obr. 1 Schéma signálních drah pyroptózy. Kanonická inflammasomová cesta k pyroptóze je indukována různými stimuly a vede k aktivaci kaspázy-1, zatímco nekanonická dráha je indukována LPS a vede k aktivaci kaspázy-4/5. Jak aktivovaná kaspáza-1, tak kaspáza-4/5 štěpí autoinhibovaný GSDMD v jeho spojovací oblasti, aby se uvolnila N-terminální doména GSDMD (GSDMD-N) z jeho represorové C-terminální domény (GSDMD-C) . GSDMD-N se poté přemístí do plazmatické membrány a podstoupí oligomerizaci a tvorbu pórů, což způsobí zvýšení osmotického tlaku a případně lýzu buněk. Tvorba pórů také usnadňuje uvolňování intracelulárního obsahu a zánětlivých cytokinů IL-18 a IL-1 po jejich aktivaci kaspázou-1. Alternativními cestami může být GSDMD také štěpeno kaspázou-8, podobně jako GSDME, která může být navíc štěpena kaspázou-3 a granzym B. Kromě toho, GSDMD-N a GSDMB-N mohou také aktivovat NLRP3 nebo caspase{21}}. V jiných alternativních cestách je GSDMB štěpen kaspázou-1 nebo granzym A, zatímco GSDMC je štěpen kaspázou-8 a transkripčně upregulován při hypoxii prostřednictvím interakce pSTAT3 s naprogramovaným smrtícím ligandem 1. Mechanismy GSDMA - zprostředkovaná pyroptóza musí být ještě objasněna. AIM2, chybí u melanomu 2; DAMP, molekulární vzorce spojené s nebezpečím; FADD, protein domény smrti asociovaný s Fas; GSDMA/B/C/D/E, gastrin A/B/C/D/E; IL, interleukin; LPS, lipopolysacharidy; NLRP1/3/4, pyrinovou doménu rodiny NLR obsahující 1/3/4; PAMP, molekulární vzory asociované s patogeny; RIPK1, receptor-interagující serin/threonin-proteinkináza 1; pSTAT3, převodník fosfo-signálu a aktivátor transkripce 3; TAK1 (také známý MAP 3 K7), transformující růstový faktor beta-aktivovaná kináza 1
Alternativní cesty
Bylo zjištěno, že v určitých kontextech, jako je chemoterapie nebo cílená léčba rakoviny, může být cesta od apoptózy k pyroptóze indukována prostřednictvím kaspázy- 3 [5]. Přestože kaspázy jsou primárně spojeny s prováděním apoptózy a morfologickými změnami, mohou zprostředkovat pyroptózu prostřednictvím štěpení GSDME, což podobně vede k tvorbě pórů GSDME-N a permeabilizaci membrány. Když jsou hladiny GSDME vysoké, po aktivaci kaspázy-3 je rychle vyvolána pyroptóza, ale když jsou hladiny GSDME nízké, místo toho se objeví apoptóza [5]. Vzhledem k tomu, že většina proteáz zapojených do pyroptózy může také zprostředkovat apoptózu, když jejich příslušný protein GSDM chybí [27, 28], naznačuje to, že rovnováha mezi pyroptózou a apoptózou je do značné míry závislá na hladinách proteinu GSDM. Tento názor však vyžaduje další důkazy, protože je v rozporu se studiemi zpochybňujícími roli GSDME v pyroptóze [29, 30]. Bylo také popsáno několik dalších alternativních drah pyroptózy a ve stručnosti zahrnují štěpení GSDMD kaspázou-8 [31], štěpení GSDME kaspázou-8 [32] nebo granzym B (GzmB) [33], Štěpení GSDMB kaspázou-1 [34] nebo granzym A (GzmA) [35], štěpení GSDMC kaspázou- 8 a transkripční upregulace pomocí hypoxií aktivovaného ligandu programované smrti 1 (PD-L1) a pSTAT3 [36] a tvorba pórů GSDMA neznámým mechanismem [37].
Výhody cistanche tubulosa-Antitumor
Pyroptóza a její složky u rakoviny
Zdá se, že nejasná role pyroptózy u rakoviny je kontextová a závisí na typu buňky, genetice a délce trvání indukce pyroptózy. Po aberantní expresi a prodloužené aktivitě mohou GSDM, záněty a/nebo prozánětlivé cytokiny přispívat k nádorové patologii indukcí imunosupresivních buněk, podporou přechodu z epitelu na mezenchym a/nebo upregulací matrixových metaloproteináz pro remodelaci extracelulární matrix [38]. Nedávno bylo zjištěno, že pyroptóza může podporovat progresi nádoru u kolorektálního karcinomu (CRC) zvýšením exprese proliferujícího buněčného jaderného antigenu prostřednictvím uvolňování proteinu 1 skupiny s vysokou mobilitou (HMGB1) [39]. V hypoxických oblastech xenoimplantátů MDA-MB-231 u nahých myší byl také hlášen přechod z apoptózy na pyroptózu zprostředkovaný PD-L{10}}, který usnadňuje chronickou nekrózu nádoru [36], což může podporovat růst nádoru a brání protinádorové imunitě [40]. Položením těchto účinků vedle sebe však může pyroptóza také zahájit supresi a provedení nádoru [5, 33, 41–43]. Například v buňkách hepatocelulárního karcinomu (HCC) indukce pyroptózy prostřednictvím aktivace inflammasomu NLRP3 významně bránila metastatickému potenciálu in vitro a růstu nádoru in vivo na myším xenograftovém modelu [44]. Myšlenka, že potlačení pyroptózy poskytuje selektivní výhodu v HCC buňkách, je dále podpořena pozorováním, že kaspázové-1 hladiny mRNA a proteinů jsou aktivně downregulovány v lidských HCC tkáních a buněčných liniích [45].
Vzhledem k dvojí úloze pyroptózy jsou její molekulární složky, jak by se dalo očekávat, abnormálně a rozdílně exprimovány napříč různými rakovinami (tabulka 2). GSDM jsou například deregulovány mimo jiné u rakoviny prsu, žaludku, děložního čípku a plic a bylo prokázáno, že kontrolují proliferaci, metastázy, terapeutickou rezistenci a protinádorovou imunitu, přičemž působí buď jako onkogeny, nebo jako supresory nádorů [65, 66] . U karcinomu žaludku (GC) byla exprese GSDMD výrazně snížena a vedla ke zvýšené nádorové proliferaci in vitro i in vivo, pravděpodobně urychlením přechodu S/G2 buněk [57]. Naopak hladiny proteinu GSDMD byly pozoruhodně zvýšené u nemalobuněčného karcinomu plic (NSCLC) ve srovnání se sousedními kontrolami a byly spojeny s větší velikostí nádoru, pokročilejšími stádii metastáz v nádorových uzlinách a u adenokarcinomu plic (LUAD) horší prognózou [27 ]. Kromě toho knockdown GSDMD v buňkách NSCLC zeslabil jejich proliferaci prostřednictvím indukce apoptózy a inhibice signalizace EGFR/Akt. Podobně jako u GSDMD byla exprese GSDME také snížena u GC, stejně jako u karcinomu prsu a CRC [47, 59, 67]. Zejména u CRC knockdown GSDME zvýšil buněčnou invazivitu a počet kolonií, zatímco nadměrná exprese GSDME snížila buněčný růst a tvorbu kolonií [51]. Při zkoumání chirurgických vzorků primární GC byla exprese GSDMC pozorována pouze v některých případech, i když kontrastně zvýšená u CRC, kde podporovala karcinogenezi a proliferaci in vitro a růst nádoru in vivo [50]. Vyšší hladiny GSDMB také korelovaly s vyšší mírou metastáz a nižší mírou přežití u pacientek s karcinomem prsu [46]. Mezi dalšími složkami pyroptózy byla exprese AIM2 výrazně snížena nebo chyběla u většiny pozorovaných nádorů CRC a byla spojena se špatnými výsledky pacientů [52]. Nízké hladiny AIM2 také korelovaly s pokročilejší progresí nádoru u HCC, zatímco nadměrná exprese AIM2 zeslabovala buněčnou proliferaci a invazi [61]. Hladiny NLRP1 byly podobně sníženy v nádorových tkáních CRC a spojeny se zvýšenými metastázami a špatným přežitím [54]. Nicméně NLRP1 se také podílí na podpoře nádoru. Například u melanomu bylo zjištěno, že NLRP1 přispívá k získané lékové rezistenci [62] au karcinomu prsu byl nadměrně exprimován v primárních tkáních a spojen s metastázami do lymfatických uzlin [49]. U myší NLRP1 také podporoval proliferaci rakoviny prsu, invazi, metastázy a tumorigenicitu [49]. Hladiny mRNA kaspázy-1 byly významně sníženy v tkáních pacientů s karcinomem prsu [48] a ztráta kaspázy-1 byla spojena s tumorigenezí prostaty [64] a CRC [53]. Navzdory své zjevné roli při potlačování nádorů v těchto rakovinách byla exprese kaspázy v tkáních lidského gliomu výrazně zvýšena a předpokládá se, že hraje klíčovou roli v proliferaci a migraci gliomových buněk prostřednictvím kontroly pyroptózy a následného příspěvku k místnímu nádoru mikroprostředí [60].
Netřeba dodávat, že objasnění vztahu mezi pyroptózou a rakovinou bude i nadále vyžadovat rozsáhlé zkoumání. S ohledem na nedostatek konsenzu napříč studiemi bude jedním z pozoruhodných problémů rozeznat a dát dohromady nádorově specifické role a regulaci každé pyroptotické molekulární složky. Vzhledem k tomu, že více cest vedoucích k pyroptóze a překrývání více složek, naznačuje to, že charakterizace celkového nádorově specifického účinku každé dráhy spíše než jednotlivých účinků každé složky může být účinnější strategií pro pochopení a/nebo předvídání modulace pyroptózy nádorem. Nicméně, jak jsou stále objevovány nové dráhy pyroptózy, mezery v našich znalostech nám mohou bránit v pochopení jakýchkoli větších modulačních témat, dokud nebudou všechny příslušné signální dráhy objasněny a odpovídajícím způsobem uspořádány v rámci současného schématu nebo nového.
Tabulka 2 Exprese vybraných pyroptotických složek u rakoviny a jejich související důsledky
Tabulka 2 Exprese vybraných pyroptotických složek u rakoviny a jejich související následky (pokračování)
Vazby mezi pyroptózou a protirakovinnou imunitou
Schopnost buněčné smrti vyvolat adaptivní imunitní odpověď je známá jako imunogenní buněčná smrt (ICD). Konkrétně je imunogenní potenciál umírající rakovinné buňky definován jejími antigenními a adjuvantními vlastnostmi, jako je přítomnost antigenů asociovaných s nádorem a uvolňování endogenních DAMP [68, 69]. Na rozdíl od apoptózy, která je v zásadě imunotolerantním procesem, má pyroptóza molekulární mechanismus k vyvolání silné zánětlivé reakce a v některých případech se předpokládá, že jde o formu ICD [33]. Zatímco souvislost mezi pyroptózou a protirakovinnou imunitou není dosud jasná, rostoucí počet studií ukazuje, že odstranění nádoru zprostředkované pyroptózou je dosaženo zesílením imunitní aktivace a funkce. Kromě toho, že pyroptóza nádorových buněk je spouštěna spontánně prostřednictvím různých stresorů a přepínačů apoptózy na pyroptózu, může být přímo indukována některými imunitními buňkami, což naznačuje, že pyroptóza se může podílet na smyčce pozitivní zpětné vazby v protinádorové imunitě. V následujících částech jsou zdůrazněny nejnovější výzkumy implikující pyroptózu v protinádorové imunitě podle zahrnutého proteinu GSDM.
cistanche výhody pro muže-posilují imunitní systém
Kliknutím sem zobrazíte produkty Cistanche Enhance Immunity
【Požádejte o více】 E-mail:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692
GSDMA
boritan (Phe-BF3) v kombinaci s dodáním nanočástic zlata (NP), Wang et al. oznámili úspěšné dodání myší izoformy GSDMA, Gsdma3, selektivně do lidských rakovinných buněk HeLa (cervikální), myší EMT6 (mamární) a myších 4 T1 (mamárních), což vede k pyroptóze u 20–40 % buněk v závislosti na buňce řádek [70]. Když byl tento aplikační systém aplikován na myši BALB/c, kterým byly po dvou týdnech růstu subkutánně implantovány 4 buňky T1 nebo EMT6, tři cykly léčby NP–Gsdma3 a Phe-BF3, buď intravenózní nebo intratumorální injekcí, vedly k výraznému zmenšení nádoru. ; a po 25 dnech byla zátěž nádorem zanedbatelná. Pro srovnání nebylo pozorováno žádné zmenšení nádoru, když byly NP–Gsdma3 nebo Phe-BF3 injikovány samostatně, nebo když byly společně injikovány mutantní NP–Gsdma3 a Phe-BF3, které nevytvářely póry, což naznačuje, že funkce Gsdma3 byla nezbytná pro pozorovaný protinádorový účinek . Je zajímavé, že u myší BALB/c léčených NP–Gsdma3 a Phe-BF3 bylo zjištěno, že pyroptóza u méně než 15 % ze 4 nádorových buněk T1 byla dostatečná k odstranění celého štěpu nádoru mléčné žlázy. Tento efekt regrese nádoru nebyl přítomen u myší Nu/Nu, kterým chyběly zralé T buňky, což však silně naznačuje, že účinek pyroptózy zprostředkované Gsdma3- na eliminaci nádoru byl, alespoň částečně, závislý na imunitním systému. V souladu s tím bylo zvýšení infiltrace CD3+ T buněk, stejně jako snížení CD4+FOXP3+ regulačních buněk T u myší BALB/c, pozorováno pouze u 4 nádorů T1 léčených NP– Gsdma3 a Phe-BF3. Deplece populací CD4+ a CD8+ buněk v tomto modelu léčby navíc zabránila regresi nádoru, což znamená, že jak CTL, tak CD{42}} pomocné T buňky hrají nepostradatelnou roli během pyroptózou indukovaných buněk odstranění nádoru. Ve srovnání s PBS kontrolními 4 nádory T1 další analýza také odhalila, že zatímco populace buněk makrofágů CD4+, CD8+, přirozených zabíječů (NK) a M1 u pacientů léčených NP–Gsdma3 a Phe-BF3 vzrostly nádory, populace monocytů, neutrofilů, myeloidních supresorových buněk a M2 makrofágů se snížily. Kromě zvýšených sérových a nádorových hladin IL-1, IL-18 a HMGB1 bylo zjištěno, že jsou upregulovány četné imunostimulační a protinádorové efektorové geny (např. Cd69, Gzma, Gzmb) a různé imunosupresivní a protumorové geny (např. Csf1, Vegfa, Cd274) byly downregulovány u 4 nádorů T1 léčených NP–Gsdma3 a Phe-BF3 u myší BALB/c [70].
GSDMD
Xi a kolegové zaměřili svou pozornost na cytotoxické T lymfocyty (CTL) a zkoumali expresi genů GSDM v CTL ve vztahu k CD8+ T buněčným markerům v LUAD, plicním spinocelulárním karcinomu (LUSC) a melanomových nádorech pomocí dat z The Cancer Genome Atlas (TCGA) [71]. Z pěti členů genu GSDM pouze exprese GSDMD vykazovala pozitivní korelaci s markerovými geny CD8+ T buněk (např. CD8A, CD8B, PRF1, GZMA, GZMB a IFNG) v CTL ve všech třech kohortách nádorů. Pozitivní korelace mezi expresí GSDMD a CD8A, GZMB a IFNG v CTL byla také pozorována u mnoha dalších typů nádorů a ve 30 vzorcích primárních nádorů od pacientů s NSCLC, což dále potvrzuje asociace pozorované z TCGA. Další studie odhalila, že exprese GSDMD v aktivovaných CTL z OT-1 myší byla významně zvýšena ve srovnání s naivními T lymfocyty. Podobně lidské CD8+ T buňky upregulovaly GSDMD po jejich aktivaci a ve vzorcích tkání LUAD a LUSC byly pozorovány vysoké hladiny proteinu GSDMD v lymfocytech infiltrujících nádor (TIL). Jak v OT-1, tak v lidsky aktivovaných CD8+ T buňkách byla aktivace kaspázy-11 nebo kaspázy-4 zvýšena a jejich cílení pomocí krátké vlásenkové RNA zeslabené GSDMD výstřih. Když byly aktivované OT{16}} T buňky společně kultivovány s buňkami Lewisova plicního karcinomu exprimujícími ovalbumin (3LL-OVA), byla pozorována společná lokalizace GSDMD a GzmB v CTL poblíž jejich imunitních synapsí; navíc cytotoxicita CTL vůči buňkám 3LL-OVA byla snížena po knockdown GSDMD. Podobné výsledky byly zaznamenány s použitím lidských CTL a buněčné linie H1299 NSCLC [71]. Vzhledem k tomu, že jedním kritickým způsobem, kterým CTL zabíjejí nádorové buňky, je uvolnění cytotoxických molekul do imunitní synapse, kterou tvoří, spekulovalo se, že dodání GSDMD a GzmB do efektorových rakovinných buněk mohlo být mechanismem, který je základem cytotoxicity CTL pozorované v tato studie [71].
GSDMB
Krátce po zprávě Xi a kolegů byl několika studiemi posílen mechanismus NK- a CTL-indukované pyroptózy nádorových buněk prostřednictvím uvolňování granzymu [33, 35, 72]. Na rozdíl od Xi et al. však Zhou et al. například implikovali zapojení GzmA a GSDMB, spíše než GzmB a GSDMD, do buněčných linií, které zkoumali, což podporuje představu, že reakce buňky na granzymy a GSDM je kontextový a závislý na typu buňky [35, 71]. Konkrétně bylo zjištěno, že nucená exprese GSDMB, ale žádných jiných členů GSDM v T buňkách lidských embryonálních ledvin (HEK)- 293 postrádajících endogenní expresi GSDM, poskytla pyroptotické zabíjení 293 T buněk společně kultivovanými lidskými NK{{10 }}MI buňky [35]. Je zajímavé, že zabíjení zprostředkované GSDMB NK buňkami se zdálo být nezávislé na kaspáze, protože léčba inhibitorem pan-kaspázy neměla žádný účinek. Inhibice granzymů nebo degranulace NK buněk a perforinu však nejen blokovala pyroptózu indukovanou NK buňkami, ale také štěpení GSDMB v 293 T buňkách. Z pěti lidských granzymů v HEK-293F buňkách bylo zjištěno, že pouze GzmA rychle štěpí GSDMB podobným způsobem, jaký je vidět v testech zabíjení NK buněk. Když byl GzmA elektroporován do GSDMB-rekonstituovaných 293 T buněk, vedlo k rozsáhlému štěpení GSDMB a pyroptickému zabíjení; ale když byl mutant GzmA S212A s deficitem proteázy elektroporován nebo byl exprimován neštěpitelný mutant GSDMB K244A nebo dvojitý mutant K229A/K244A, indukce pyroptózy byla významně snížena. Podobně bylo GzmA zprostředkované štěpení GSDMB vyžadováno za fyziologických podmínek pro pyroptotické zabíjení NK buněk 293 T buněk a jakékoli narušení štěpení, jako je exprese mutantu GSDMB, nasměrovalo 293 T buňky k rezistenci na pyroptózu. U lidských rakovinných buněčných linií endogenně exprimujících GSDMB, konkrétně OE19 (karcinom jícnu), SW837 (CRC) a SKCO1 (CRC), se dále ukázalo, že dodání GzmA prostřednictvím elektroporace nebo perforinu bylo dostatečné k vyvolání pyroptózy zprostředkované GSDMB [35].
Je pozoruhodné, že jiné rakovinné buněčné linie s neocenitelnými hladinami GSDMB, jako je OE33 (buňky karcinomu jícnu) a HCC1954 (buňky rakoviny prsu), by mohly být transkripčně indukovány ke zvýšení exprese GSDMB vystavením cytokinům typicky uvolňovaným aktivovanými cytotoxickými lymfocyty, jako je interferon-gama (IFN-) a tumor nekrotizující faktor-alfa (TNF-) [35]. Na druhé straně primární aktivace IFN významně zvýšila smrt pyroptotických buněk v řadě těchto buněčných linií, ačkoli tento účinek byl nakonec závislý na GzmA. Podobně jako u jejich inkubace s buňkami NK-92MI bylo zjištěno, že 293 T buňky exprimující CD19 a GSDMB podléhají štěpení GSDMB a pyroptóze v reakci na inkubaci s T buňkami lidského anti-CD19 chimérického antigenního receptoru (CAR). Toto štěpení a indukce pyroptózy však nenastalo, když byla neštěpitelná verze GSDMB exprimována v 293 T buňkách nebo když byl GZMA sražen v CAR-T buňkách. V budoucnu skupina prokázala, že ačkoli GSDMB nemá u myší žádné orthology, CTL generované z OT-1 transgenních myší mohou používat myší GzmA (mGzmA) ke štěpení lidského GSDMB a indukovat pyroptózu v myších MC38 CRC buňkách exprimujících lidský GSDMB. Aplikováním těchto poznatků na model in vivo skupina nenašla žádné znatelné rozdíly v růstech naroubovaných myších buněk CT26 CRC u myší BALB/c, ať už byl lidský GSDMB v buňkách rekonstituován či nikoli. Následně bylo uvedeno, že rozpoznání nádorových buněk CT26 CTL v modelu mohlo být znemožněno interakcí protein 1 programované buněčné smrti (PD-1) – ligand 1 programované smrti (PD-L1), tedy, prevence CTL dodání mGzmA do cílových CT26 buněk a indukce CT26 buněčné pyroptózy. Je pozoruhodné, že blokováním vazby PD-1-PD-L1 v modelu pomocí injekce PD-1 protilátky byla skupina schopna mírně snížit růst kontrolních nádorů CT26 a téměř úplně potlačit růst lidských GSDMB- exprimující nádory CT26. Částečná inhibice růstu nádoru byla také pozorována u nádorů CT26 exprimujících GzmA-rezistentní dvojitou mutantní formu GSDMB za podmínek PD-1 protilátky, ale pouze v rozsahu blízkém kontrolním nádorům. Skupina také uvedla podobné nálezy pomocí agresivnějšího modelu nádoru melanomu B16-F10 u myší C57BL/6 [35]. Celkově tato zjištění nejen prokázala, že pyroptóza zprostředkovaná GSDMB působí downstream od GzmA, ale že cytotoxické lymfocyty mohou dodávat GzmA do rakovinných buněk exprimujících GSDMB, aby se usnadnila protinádorová imunita.
GSDME
Zhang a kol. také popsali stejný mechanismus indukce pyroptózy cytotoxickými lymfocyty, ale poukázali na účast GSDME a GzmB [33]. Na základě těchto zjištění bylo prokázáno, že ektopicky exprimující myší GSDME (mGSDME) u myších buněk rakoviny prsu 4T1E naroubovaných do imunokompetentních myší BALB/c významně inhibovala růst nádoru 4T1E a vedla ke zvýšení infiltrace NK buněk a makrofágů asociovaných s nádorem. (TAM) [33]. Kromě toho se v těchto nádorech zvýšila exprese GzmB a perforinu NK buňkami a CD8+ TIL, stejně jako produkce CD8+ TIL IFN- a TNF, když byla stimulována forbol 12-myristátem { {11}}acetát a ionomycin. Naopak exprese nefunkčních nebo neštěpitelných verzí mGSDME v buňkách 4T1E tyto účinky významně zmírnila, zatímco knockout mGSDME v nádorech EMT6 měl opačné účinky. Když byly těmto myším implantovány nádorové buňky 4T1E exprimující zesílený zelený fluorescenční protein (eGFP), počty eGFP-pozitivních CD8+ TIL byly výrazně vyšší, když buňky 4T1E také nadměrně exprimovaly mGSDME. eGFP-pozitivní TIL v nádorech s nadměrnou expresí mGSDME také měly vyšší expresi perforinu a produkci cytokinů sekundární k barvení GFP; a zdvojnásobení eGFP-pozitivních TAM v těchto nádorech ve srovnání s kontrolami silně indikovalo větší fagocytózu nádorových buněk, což mohlo pomoci podpořit protinádorovou adaptivní imunitu. Aby se zjistilo spojení mezi supresí nádoru zprostředkovanou GSDME a imunitní odpovědí, byly ve skupině odděleně použity myši NSG postrádající zralé lymfocyty a myši BALB/c s deficitem perforinu, aby se zjistilo, že protinádorový účinek GSDME byl lymfocytární i perforinový. závislé a zapojené do účasti NK a CD8+ T buněk. Prostřednictvím dalšího zkoumání se ukázalo, že lidská NK buněčná linie YT může aktivovat pyroptózu v buňkách HeLa exprimujících GSDME a spekulovalo se z experimentů využívajících buněčnou linii lidského neuroblastomu SH-SY5Y, že této indukce bylo dosaženo prostřednictvím GzmB, který nejen štěpí GSDME při stejný web jako kaspasa-3, ale nepřímo aktivuje kaspasu-3. Experimenty s vakcínou/výzvou také silně ukázaly, že pyroptóza byla formou ICD, což je v souladu se zvýšenou infiltrací a zvýšenou funkcí imunitních buněk pozorovanou během dřívějších experimentů s buňkami nadměrně exprimujícími mGSDME [33].
Tato zjištění jsou v souladu s nálezy Liu et al., kteří navrhli, že CAR-T buňky mohou indukovat GSDME zprostředkovanou pyroptózu nádorových buněk v B leukemických buňkách a buňkách solidních nádorů prostřednictvím uvolňování perforinu a GzmB [72]. Podobně se ukázalo, že GzmB rychle štěpí GSDMB a aktivuje kaspázu-3 v buňkách Luc-Raji a NALM- 6, ačkoli se předpokládá, že jeho uvolňování a potenciál indukovat pyroptózu myších melanomových buněk B16 závisí na CAR-T afinitní a kosignální domény buněčného nádorového antigenu nebo jejich množství při uvolnění, v daném pořadí. Ošetření makrofágů pocházejících z člověka pomocí supernatantů ze společně kultivovaných CD19-CAR-T buněk a rakovinných buněk (NALM-6, Raji nebo primární B leukemické buňky) vyvolalo aktivaci kaspázy makrofágy{{14} }, štěpení GSDMD a uvolnění IL-6 a IL-1 . Tato pozorování však nebyla pozorována, pokud by kokultivované rakovinné buňky měly deficit GSDME nebo makrofágů v kaspáze-1, GSDMD nebo NLRP3. Bylo také zjištěno, že ATP a HMGB1 v společně kultivovaných pyroptotických supernatantech byly dostatečné k podpoře sekrece makrofágového IL-1 a upregulace IL-6. Z velké části tato zjištění předznamenala ty, které byly pozorovány na myším modelu CAR-T buňkami indukovaného syndromu uvolnění cytokinů (CRS) s leukémií (s použitím buněk Raji nebo NALM-6 u těžkých kombinovaných imunodeficientních béžových myší), které naznačovaly, že CAR-T buněčná terapie vyvolala CRS prostřednictvím pyroptózy usnadněné GSDME. Tato představa byla dále podpořena, když byly analyzovány primární leukemické buňky B od pacientů před léčbou CD19-CAR T buňkami a ukázalo se, že zvýšené hladiny GSDME jsou spojeny se závažnějším CRS [72].
Kromě toho stojí za zmínku, že v samostatné studii léčbou indukovaná pyroptóza v melanomových buňkách prostřednictvím GSDME a kaspázy-3 odpovídajícím způsobem podporovala uvolňování HMGB1 a byla přímo spojena s infiltrací jak T-buněk asociovaných s nádorem, tak aktivovaných dendritických buněk [73]. Skupina proto navrhla, že DAMP, stejně jako HMGB1, mohou aktivovat dendritické buňky, které naopak vyvolávají proliferaci a zrání T buněk a přispívají k protinádorové imunitní odpovědi [73].
cistanche tubulosa-zlepšuje imunitní systém
Perspektivy pyroptózy v protinádorové terapii
V posledních letech rostoucí počet studií ilustruje proveditelnost a terapeutický potenciál využití pyroptózy k aktivaci protinádorové imunity prostřednictvím různých metod cílení a podávání (obr. 2). Pomocí mikročástic odvozených z nádorových buněk (TMP) například Gao et al. dopravili metotrexát do buněk cholangiokarcinomu (CCA), aby vyvolali pyroptózu zprostředkovanou GSDME, což vedlo k aktivaci makrofágů pocházejících z pacienta a náboru neutrofilů do místa nádoru pro destrukci nádoru řízenou léčivem [74]. Navíc, když byl tento aplikační systém methotrexát-TMP infundován do lumen žlučovodu pacientů s extrahepatální CCA, byla u 25 % pacientů pozorována aktivace neutrofilů a vyřešení biliární obstrukce [74]. Bylo také zjištěno, že pyroptóza zprostředkovaná GSDME je u melanomu vyvolána kombinací inhibitorů BRAF a MEK, což způsobuje infiltraci/aktivaci imunitních buněk a regresi melanomu [73]. V jiné strategii byl metformin, nejběžnější lék používaný k léčbě diabetu 2. typu, použit k inhibici proliferace rakovinných buněk nepřímou aktivací pyroptózy prostřednictvím kaspázy-3 [75]. Konkrétně metformin přispěl k mitochondriální dysfunkci a aktivoval dráhu AMPK/SIRT1/NF-κB, podporoval akumulaci Bax a uvolňování cytochromu c, což vedlo k aktivaci kaspázy-3 a štěpení GSDME [75]. Bylo také objeveno, že řada inhibitorů s malou molekulou zacílených na KRAS-, EGFR- nebo ALK-mutantní karcinomy plic indukuje pyroptotickou smrt prostřednictvím kaspázou-3- zprostředkovaného štěpení GSDME po aktivaci mitochondriální vnitřní apoptózy [43]. Zjištění skupiny naznačuje, že tyto dvě dráhy PCD se vzájemně regulují a že pyroptóza může být použita ke zvýšení účinnosti protirakovinných terapií, i když je tento účinek snížen, pokud je apoptotická funkce intaktní [43]. U buněk rakoviny prsu spustila léčba RIG- 1 agonistou vnější apoptózu a pyroptózu, aktivaci STAT1 a NF-κB a upregulaci chemokinů rekrutujících lymfocyty [76]. Snížení počtu metastáz rakoviny prsu a růstu nádoru bylo tedy doprovázeno zvýšením počtu nádorových lymfocytů po aktivaci RIG-1 u myší [76]. Ačkoli přechod z apoptózy na pyroptózu ještě nebyl plně objasněn, bylo zjištěno, že nedávno syntetizovaný inhibitor NF-κB, 13d, zastavuje rakovinné buňky ve fázi G2/M a podporuje tento přechod [77]. Léčba 13d také vyvolala silný protinádorový účinek in vivo, zatímco vykazovala nízkou toxicitu [77], podobně jako L61H10, další sloučenina, o které se uvádí, že indukuje změnu apoptózy na pyroptózu, pravděpodobně také prostřednictvím inhibice NF-κB [78].
Jednou z významných překážek ve vývoji protirakovinných strategií založených na pyroptóze je skutečnost, že mnoho rakovin významně snižuje svoji expresi GSDM proteinů nebo exprimuje jejich mutované, nefunkční formy [33]. Naštěstí toto dilema zaujalo mnoho výzkumníků, kteří začali vyvíjet chytrá řešení, jako Fan et al., kteří k problému přistoupili prostřednictvím epigenetického cílení [79]. Použitím decitabinu k demethylaci GSDME v kombinaci s nanoliposomes nesoucími chemoterapeutika, která aktivují kaspázu-3, skupina účinně zvrátila umlčení GSDME v nádorových buňkách a vyvolala pyroptózu. Kromě suprese nádorového růstu, metastáz a recidivy tento režim také stimuloval imunitní reakce prostřednictvím uvolňování cytokinů indukovaného pyroptózou [79]. Vzhledem k tomu, že 91 % mutací GSDME souvisejících s pacienty s rakovinou hodnocených Zhangem et al. Bylo zjištěno, že způsobují ztrátu funkce [33], nicméně se zdá, že epigenetické zacílení nemusí být účinnou metodou k vyvolání pyroptózy u některých pacientů. Cílené dodání funkčních GSDM proteinů přímo do rakovinných buněk prostřednictvím nanotechnologie [70] však může poskytnout spolehlivý a účinný způsob, jak toto dilema obejít. Další hlavní překážkou, které čelí téměř všechny protinádorové imunoterapeutické strategie, je dysregulace pramenící z mikroprostředí imunosupresivního nádoru, například prostřednictvím inhibičních receptorů, jako je PD-1. K vyřešení tohoto problému Lu a kol. upravené buňky NK92 obsahující chimérický kostimulační konvertující receptor (CAR), který převádí inhibiční PD-1 signál na aktivační signál, čímž účinně zvyšuje protinádorovou aktivitu buněk proti buňkám rakoviny plic H1299 [80]. In vitro buňky CR NK92 rychle zabily buňky H1299 prostřednictvím pyroptózy zprostředkované GSDME a in vivo významně inhibovaly růst nádoru [80]. Spolu s pozorováním Liua a jeho kolegů o pyroptóze vyvolané CAR-T buňkami [72] se zdá, že budoucí výzkum terapií založených na CAR, i když náročný, bude obzvláště užitečný. Kromě toho vzrušující a rostoucí počet zpráv o tom, že indukce pyroptózy synergizuje s PD-1 inhibitory a mění „studené“ nádory na „horké“, naznačuje, že jsme teprve začali chápat kombinatorický potenciál pyroptózy (obr. 2) [35 , 70].
Obr. 2 Pyroptóza zahřívá protirakovinnou imunitu. 'Chladný nádor': nádorové buňky vytvářejí imunotolerantní mikroprostředí a vyhýbají se imunitní detekci a zabíjení tím, že získávají imunosupresivní buňky, zvyšují imunitní kontrolní body, brání prezentaci antigenu a uvolňují imunitní inhibiční faktory. 'Zahřívání nádoru': různé strategie se používají k vyvolání pyroptózy nádorových buněk a "zahřátí" nádorů z imunitně tichých stavů. 'Teplý nádor': pyroptotické nádorové buňky uvolňují prozánětlivé cytokiny a imunogenní materiál, které podněcují aktivaci a nábor imunitních buněk. „Horký nádor“: infiltrované imunitní buňky rozpoznávají a zabíjejí nádorové buňky a toto zabíjení se může podílet na smyčce pozitivní zpětné vazby, která zvyšuje nádorově specifickou imunitu. Eliminace nádoru může být dále zvýšena pomocí kombinatorických terapeutických strategií. CAR-T, T buňka chimérického antigenního receptoru; CR-NK, chimérický kostimulační konvertující receptor přirozený zabíječ; DC, dendritická buňka; GSDM, proteiny gastrinu; HMGB1, vysoce pohyblivý protein skupinového boxu 1; IFN-, interferon-gama; IL, interleukin; MDSC, supresorové buňky odvozené od myeloidu; MHC, hlavní histokompatibilní komplex; NK, přirozená zabíječská buňka; NP, nanočástice; PD-L1, ligand programované smrti 1; PD-1, protein programované buněčné smrti 1; TNF-, tumor nekrotizující faktor-alfa; Tregs, regulační T buňky
Závěry a výhledy do budoucna
Jako způsob smrti zánětlivých buněk hraje pyroptóza důležitou roli při potlačování nádorů tím, že aktivuje protinádorové imunitní reakce v akci. V některých případech se zdá, že samotná indukce pyroptózy může být dostatečná k zabránění růstu nádoru, ačkoli variabilita její účinnosti a související nežádoucí účinky (např. CRS v terapii CAR-T buňkami) naznačují, že její klinické využití bude pravděpodobně nejúčinnější, když používané v kombinaci s jinými protirakovinnými modalitami a přizpůsobené jednotlivým pacientům a rakovinám. Zdá se, že jednou z největších výzev, kterým čelí terapeutické využití pyroptózy, je nepravidelnost exprese a funkce složek souvisejících s pyroptózou, a to nejen u různých druhů rakoviny, ale také v nich. Nicméně pokroky v molekulárních, genetických a epigenetických cílených/doručovacích systémech spolu s precizní a personalizovanou medicínou poskytují naději, že brzy budeme mít nástroje a znalosti potřebné k využití těchto mocných mechanismů jako zbraní proti rakovině.
Reference
1. Wong RS. Apoptóza u rakoviny: od patogeneze k léčbě. J Exp Clin Cancer Res. 2011;30(1):1–14.
2. Fang Y, Tian S, Pan Y, Li W, Wang Q, Tang Y a kol. Pyroptóza: nová hranice v oblasti rakoviny. Biomed Pharmacother. 2020;121:109595. https://doi.org/10.1016/j. biopha.2019.109595.
3. de Vasconcelos NM, Lamkanfi M. Nedávné poznatky o zánětech, gastrinových pórech a pyroptóze. 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 a kol. Role nekroptózy v biologii a terapii rakoviny. Mol Cancer. 2019;18(1):1–17.
5. Wang Y, Gao W, Shi X, Ding J, Liu W, He H a kol. Chemoterapeutické léky vyvolávají pyroptózu prostřednictvím kaspázového-3 štěpení hlavního mozku. Příroda. 2017; 547(7661):99–103. https://doi.org/10.1038/nature22393.
6. Bebber CM, Müller F, Prieto Clemente L, Weber J, von Karstedt S. Ferroptóza v biologii rakovinných buněk. Rakoviny. 2020; 12(1):164. https://doi.org/10.3390/ca ncers12010164.
7. Mou Y, Wang J, Wu J, He D, Zhang C, Duan C, a kol. Ferroptóza, nová forma buněčné smrti: příležitosti a výzvy u rakoviny. J Hematol Oncol. 2019;12(1):1–16.
8. Inoue H, Tani K. Multimodální imunogenní rakovinová buněčná smrt jako důsledek protirakovinné cytotoxické léčby. Cell Death Differ. 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. Receptory rozpoznávající vzory a molekulární aparát smrti hostitelské buňky. 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 a kol. Ferroptóza, nekroptóza a pyroptóza v protinádorové imunitě. J Hematol Oncol. 2020;13(1):1–18.
11. Monack DM, Raupach B, Hromockyj AE, Falkow S. Invaze Salmonella typhimurium indukuje apoptózu infikovaných makrofágů. Proč 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 indukuje apoptózu infikovaných makrofágů. Příroda. 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. Apoptóza vyvolaná Shigella je závislá na kaspáze-1, která se váže na IpaB. J Biol Chem. 1998;273(49):32895–900. https://doi.org/10.1074/jbc.273.49.32895. 14. Fink SL, Cookson BT. Tvorba pórů-1-závislá na kaspázách během pyroptózy vede k osmotické lýze infikovaných hostitelských makrofágů. Cell Microbiol. 2006;8(11):1812–25. https://doi.org/10.1111/j.{22}}.2006. 00751.x.
15. Wu C, Lu W, Zhang Y, Zhang G, Shi X, Hisada Y a kol. Aktivace zánětu spouští srážení krve a smrt hostitele prostřednictvím pyroptózy. Imunita. 2019;50(6):1401–11. e1404.
16. Zhaolin Z, Guohua L, Shiyuan W, Zuo W. Role pyroptózy u kardiovaskulárních onemocnění. Cell Prolif. 2019;52(2):e12563. https://doi.org/10.1111/ cpr.12563.
17. Voet S, Srinivasan S, Lamkanfi M, van Loo G. Inflammasomy u neurozánětlivých a neurodegenerativních onemocnění. EMBO Mol Med. 2019; 11(6):e10248.
18. Doitsh G, Galloway NL, Geng X, Yang Z, Monroe KM, Zepeda O a kol. Buněčná smrt pyroptózou řídí depleci CD4 T-buněk při infekci HIV-1. Příroda. 2014;505(7484):509–14. https://doi.org/10.1038/nature12940.
19. Qiu Z, Lei S, Zhao B, Wu Y, Su W, Liu M a kol. Pyroptóza zprostředkovaná aktivací zánětu NLRP3 zhoršuje ischemické/reperfuzní poškození myokardu u diabetických potkanů. Oxid Med Cell Longev. 2017;2017.
20. Kuang S, Zheng J, Yang H, Li S, Duan S, Shen Y a kol. Přehled struktury GSDMD odhaluje základ autoinhibice GSDMD v buněčné pyroptóze. Proč Natl Acad Sci. 2017;114(40):10642–7. https://doi.org/10.1073/pnas.{8}}.
21. Guey B, Bodnar M, Manié SN, Tardivel A, Petrilli V. Autoproteolýza kaspázy-1 je odlišně vyžadována pro funkci zánětu NLRP1b a NLRP3. Proč Natl Acad Sci. 2014;111(48):17254–9. https://doi.org/10.1073/pnas.{11}}.
22. Shi J, Zhao Y, Wang Y, Gao W, Ding J, Li P a kol. Zánětlivé kaspázy jsou vrozené imunitní receptory pro intracelulární LPS. Příroda. 2014;514(7521):187– 92. https://doi.org/10.1038/nature13683.
23. Nyström S, Antoine DJ, Lundbäck P, Lock JG, Nita AF, Högstrand K a kol. Aktivace TLR reguluje isoformy molekulárního vzoru spojené s poškozením uvolněné během pyroptózy. 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 a kol. Strukturální mechanismus pro cílení GSDMD autozpracovanými kaspázami v pyroptóze. Buňka. 2020;180(5):941–55. e920.
25. Kayagaki N, Warming S, Lamkanfi M, Walle LV, Louie S, Dong J a kol. Nekanonická aktivace zánětu se zaměřuje na kaspázu-11. Příroda. 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, a kol. Kaspáza-11 štěpí gasdermin D pro nekanonickou signalizaci zánětu. Příroda. 2015;526(7575):666–71. https://doi.org/10.1038/nature{10}}.
27. Gao J, Qiu X, Xi G, Liu H, Zhang F, Lv T a kol. Downregulace GSDMD zeslabuje proliferaci nádoru prostřednictvím vnitřní mitochondriální apoptotické dráhy a inhibici signalizace EGFR/Akt a předpovídá dobrou prognózu u nemalobuněčného karcinomu plic. 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 a kol. Kaspáza-1 iniciuje apoptózu v nepřítomnosti gasderminu D. Nat Commun. 2019;10(1):1–19.
29. Lee BL, Mirrashidi KM, Stowe IB, Kummerfeld SK, Watanabe C, Haley B a kol. Apoptotická dráha -8-závislá na ASC a kaspáze se v makrofázích liší od inflamasomu NLRC4. Sci Rep. 2018;8(1):1–12.
30. Chen KW, Demarco B, Heilig R, Shkarina K, Boettcher A, Farady CJ a kol. Vnější a vnitřní apoptóza aktivuje pannexin-1, aby řídil sestavu zánětu NLRP 3. EMBO J. 2019;38(10):e101638.
31. Demarco B, Grayczyk JP, Bjanes E, Le Roy D, Tonnus W, Assenmacher CA, et al. Štěpení gasderminu D závislé na kaspáze-8–8 podporuje antimikrobiální obranu, ale uděluje náchylnost k letalitě vyvolané TNF. Sci Adv. 2020; 6(47):eabc3465.
32. Aizawa E, Karasawa T, Watanabe S, Komada T, Kimura H, Kamata R, et al. Nekompletní pyroptóza závislá na GSDME umožňuje selektivní uvolňování IL-1 při inhibici kaspázy-1. iScience. 2020;23(5):101070.
33. Zhang Z, Zhang Y, Xia S, Kong Q, Li S, Liu X a kol. Gasdermin E potlačuje růst nádoru aktivací protinádorové imunity. Příroda. 2020;579(7799): 415–20. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2071-9.
34. Li L, Li Y, Bai Y. Role GSDMB u pyroptózy a rakoviny. 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 a kol. Granzym A z cytotoxických lymfocytů štěpí GSDMB a spouští pyroptózu v cílových buňkách. Věda. 2020; 368 (6494).
36. Hou J, Zhao R, Xia W, Chang CW, You Y, Hsu JM a kol. PD-L1-zprostředkovaná exprese gasderminu C přepíná apoptózu na pyroptózu v rakovinných buňkách a usnadňuje nádorovou nekrózu. 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. Nové poznatky o úloze strůjců při infekčních a zánětlivých onemocněních. Clin Transl Immunol. 2020; 9(10):e1186.
38. Wang M, Jiang S, Zhang Y, Li P, Wang K. Mnohostranné role cest smrti pyroptotických buněk u rakoviny. Rakoviny. 2019;11(9):1313. https://doi.org/10.3390/cancers11091313.
39. Tan G, Huang C, Chen J, Zhi F. HMGB1 uvolněný z pyroptotických epiteliálních buněk zprostředkovaných GSDME se účastní tumorigeneze kolorektálního karcinomu spojeného s kolitidou prostřednictvím dráhy ERK1/2. J Hematol Oncol. 2020;13(1):1–11.
40. Vakkila J, Lotze MT. Zánět a nekróza podporují růst nádoru. 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 a kol. Simvastatin potlačuje proliferaci a migraci u nemalobuněčného karcinomu plic prostřednictvím pyroptózy. 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 a kol. Chemoterapeutický paklitaxel a cisplatina diferenciálně indukují pyroptózu v buňkách rakoviny plic A549 prostřednictvím aktivace kaspázy-3/GSDME. Apoptóza. 2019;24(3):312–25.
43. Lu H, Zhang S, Wu J, Chen M, Cai MC, Fu Y a kol. Molekulárně cílené terapie vyvolávají současnou apoptotickou a na GSDME závislou smrt pyroptotických nádorových buněk. 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 a kol. Alpinumisoflavon potlačuje růst buněk hepatocelulárního karcinomu a metastázy prostřednictvím pyroptózy zprostředkované zánětem 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, et al. Pyroptóza se podílí na patogenezi lidského hepatocelulárního karcinomu. 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 podporuje invazi a metastázy v buňkách rakoviny prsu. 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 a kol. Methylace DFNA5 zvyšuje riziko metastáz do lymfatických uzlin u lidského karcinomu prsu. 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. Exprese kaspázy-1 ve tkáních rakoviny prsu a její účinky na buněčnou proliferaci, apoptózu a invazi. 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 a kol. Nadměrná exprese NLRP1 koreluje s tumorigenezí a proliferací lidských nádorů prsu. 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 a kol. Gasdermin C je upregulován inaktivací receptoru transformujícího růstového faktoru typu II v přítomnosti mutovaného Apc, což podporuje proliferaci kolorektálního karcinomu. 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 a kol. Aberantní methylace promotoru a tumor supresivní aktivita genu DFNA5 u kolorektálního karcinomu. Onkogen. 2008;27(25):3624–34. https://doi.org/10.{8}}/sj.onc.1211021. 52. Dihlmann S, Tao S, Echterdiek F, Herpel E, Jansen L, Chang-Claude J, et al. Absence exprese melanomu 2 (AIM2) v nádorových buňkách je úzce spojena se špatným přežitím u pacientů s kolorektálním karcinomem. 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 a kol. Zánětem indukovaná tumorigeneze v tlustém střevě je regulována kaspázou-1 a NLRC4. Proč Natl Acad Sci. 2010;107(50):21635–40. https://doi.org/10.1073/pnas.{11}}.
54. Chen C, Wang B, Sun J, Na H, Chen Z, Zhu Z a kol. DAC může obnovit expresi NALP1 k potlačení růstu nádoru u rakoviny tlustého střeva. Cell Death 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 a kol. GASDERMIN často suprimovaný u rakoviny žaludku, je cílem LMO1 v apoptotické signalizaci závislé na TGF- -. 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. Výrazná exprese a funkce čtyř genů rodiny GSDM (GSDMA-D) v normálním a maligním epitelu horního gastrointestinálního traktu. Geny Chromozomy Rakovina. 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 a kol. Downregulace gastrinu D podporuje proliferaci rakoviny žaludku regulací proteinů souvisejících s buněčným cyklem. 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 a kol. Identifikace DFNA5 jako cíle epigenetické inaktivace u rakoviny žaludku. Cancer Sci. 2007;98(1):88–95. https://doi.org/10.1111/j.1349-7006.{10}}.00351.x.
59. Croes L, Fransen E, Hylebos M, Buys K, Hermans C, Broeckx G, et al. Stanovení potenciálních tumor-supresivních účinků GSDME na myším modelu chemicky indukovaného a geneticky modifikovaného střevního karcinomu. Rakoviny. 2019;11(8):1214.
60. Jiang Z, Yao L, Ma H, Xu P, Li Z, Guo M a kol. miRNA-214 inhibuje buněčnou proliferaci a migraci v gliomových buňkách cílených na kaspázu 1 zapojenou do pyroptózy. 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 a kol. Ztráta exprese AIM2 podporuje progresi hepatokarcinomu prostřednictvím aktivace dráhy mTOR-S6K1. Oncotarget. 2016;7(24):36185–97. https://doi.org/10.18632/oncota rget.9154.
62. Zhai Z, Samson JM, Yamauchi T, Vaddi PK, Matsumoto Y, Dinarello CA a kol. Inflammasomový senzor NLRP1 uděluje získanou lékovou rezistenci k temozolomidu u lidského melanomu. Rakoviny. 2020;12(9):2518. https://doi. org/10.3390/cancers12092518.
63. Zhai Z, Liu W, Kaur M, Luo Y, Domenico J, Samson JM a kol. NLRP1 podporuje růst nádoru zvýšením aktivace inflammasomu a potlačením apoptózy u metastatického melanomu. Onkogen. 2017;36(27): 3820–30. https://doi.org/10.1038/onc.26.2017.
64. Winter RN, Kramer A, Borkowski A, Kyprianou N. Ztráta exprese proteinu kaspázy-1 a kaspázy-3 u lidské rakoviny prostaty. Cancer Res. 2001; 61(3):1227-32.
65. Wang M, Chen X, Zhang Y. Biologické funkce Gasderminů u rakoviny: od molekulárních mechanismů k terapeutickému potenciálu. Front Cell Dev Biol. 2021; 9:189.
66. Yu P, Zhang X, Liu N, Tang L, Peng C, Chen X. Pyroptóza: mechanismy a nemoci. Signální transdukt 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. Methylační analýza Gasderminu E je velmi slibná jako biomarker kolorektálního karcinomu. 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 a kol. Pyroptóza: nové paradigma buněčné smrti pro boj proti rakovině. J Exp Clin Cancer Res. 2021;40(1):1–15.
69. Fučíková J, Kepp O, Kasíková L, Petroni G, Yamazaki T, Liu P, et al. Detekce imunogenní buněčné smrti a její význam pro terapii rakoviny. 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 a kol. Bioortogonální systém odhaluje protinádorovou imunitní funkci pyroptózy. Příroda. 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 a kol. GSDMD je nezbytný pro reakce efektorových CD8+ T buněk na buňky rakoviny plic. 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 a kol. Gasdermin E–E-zprostředkovaná pyroptóza cílových buněk CAR T buňkami spouští syndrom uvolnění cytokinů. Sci Immunol. 2020; 5(43).
73. Erkes DA, Cai W, Sanchez IM, Purwin TJ, Rogers C, Field CO, et al. Mutantní inhibitory BRAF a MEK regulují imunitní mikroprostředí nádoru prostřednictvím pyroptózy. 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 a kol. Mikrovezikuly pocházející z nádorových buněk nabité methotrexátem mohou u pacientů s extrahepatálním cholangiokarcinomem zmírnit biliární obstrukci. 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 aktivuje dráhu AMPK/SIRT1/NF-κB a indukuje mitochondriální dysfunkci k řízení pyroptózy rakovinných buněk zprostředkované kaspázou3/GSDME. Buněčný cyklus. 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 a kol. Terapeuticky aktivní agonista RIG-I indukuje imunogenní zabíjení nádorových buněk u rakoviny prsu. 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 a kol. Navrhněte a optimalizujte Nsubstituovaný EF 24 jako účinný a nízkotoxický inhibitor NF-KB pro léčbu rakoviny plic prostřednictvím přepnutí z apoptózy na pyroptózu. 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 a kol. Derivát thiopyranu s nízkou myší toxicitou s terapeutickým potenciálem na rakovinu plic působícím prostřednictvím NF-KB zprostředkovaného apoptózy na pyroptózu. Apoptóza. 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 a kol. Pyroptóza nádorových buněk založená na epigenetice pro zvýšení imunologického účinku chemoterapeutických nanonosičů. 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, a kol. Nový chimérický PD1- NKG2D-41BB receptor zvyšuje protinádorovou aktivitu buněk NK92 proti buňkám lidské rakoviny plic H1299 spuštěním pyroptózy. Mol Immunol. 2020;122:200–6. https://doi.org/10.1016/j.molimm.2020.04.016.
