Piroptoza na čelu imuniteta protiv raka
Nov 14, 2023
Sažetak
Otpornost tumora na apoptozu i imunosupresivno tumorsko mikrookruženje dva su glavna faktora koji doprinose lošim terapijskim odgovorima tijekom intervencije protiv raka. Piroptoza, litički i upalno programirani put stanične smrti koji se razlikuje od apoptoze, kasnije je potaknula značajan interes među istraživačima raka zbog svog potencijala da se klinički iskoristi i da se pozabavi ovim problemima. Nedavni dokazi pokazuju da indukcija piroptoze u tumorskim stanicama dovodi do snažnog upalnog odgovora i izražene regresije tumora. U osnovi njegovog antitumorskog učinka, piroptoza je posredovana gastrinskim proteinima koji stvaraju pore koji olakšavaju aktivaciju i infiltraciju imunoloških stanica svojim otpuštanjem proupalnih citokina i imunogenog materijala nakon pucanja stanice. Međutim, uzimajući u obzir njenu upalnu prirodu, aberantna piroptoza također može biti uključena u stvaranje mikrookruženja koje podržava tumor, što je dokazano pojačanom regulacijom proteina gastrina u određenim vrstama raka. U ovom pregledu predstavljeni su molekularni putovi koji vode do piroptoze, nakon čega slijedi pregled naizgled isprepletenih veza između piroptoze i raka. Opisujemo ono što je poznato o utjecaju piroptoze na imunitet protiv raka i dajemo uvid u potencijal iskorištavanja piroptoze kao alata i njegove primjene na nove ili postojeće strategije protiv raka.
cistanche tubulosa-poboljšava imunološki sustav
Ključne riječi: piroptoza, antitumorski imunitet, Gasdermin, rak, imunološki krajolik
Pozadina
Dok dugo nije bilo otkriveno, postojanje i fiziološki značaj putova programirane stanične smrti (PCD) koji se razlikuju od apoptoze posljednjih su godina privukli sve veći interes, djelomično zbog visoke prevalencije otpornosti na apoptozu u tumorima [1]. Od ovih različitih oblika, piroptoza, nekrotična i litička PCD, izdvojila se od drugih svojom sposobnošću induciranja snažnog upalnog odgovora [2]. Slično nekroptozi, programiranom obliku nekroze, vjeruje se da piroptoza postoji prvenstveno kao obrana od patogena izazivanjem antimikrobnog odgovora kroz otpuštanje imunogenog staničnog sadržaja, uključujući molekularne obrasce povezane s oštećenjem (DAMP) i upalne citokine [3]. Za razliku od nekroptoze, koja je posredovana pseudokinazom sličnom domeni kinaze miješane linije (MLKL) i neovisnom o kaspazi [4], piroptoza je posredovana proteinima obitelji gastrina (GSDM) i, poput apoptoze, uvelike ovisi o kaspazi [5]. Drugi oblici regulirane nekroze, poput feroptoze, također su se nedavno pojavili [6-10] i uspoređeni su zajedno s nekrozom i apoptozom u tablici 1.
Potraga za prevladavanjem raka i njegovih teških globalnih posljedica opetovano nas je dovela do suočavanja s prijevarom smrti i otkrivanja putem stanica raka. Iako je još uvijek relativno nejasni proces, piroptoza predstavlja potencijalno iskoristivo i moćno sredstvo ne samo za zaobilaženje otpornosti na apoptozu, već i za aktiviranje imuniteta specifičnog za tumor i/ili povećanje učinkovitosti postojećih terapija. Ovdje raspravljamo o trenutnom znanju o piroptozi u kontekstu imuniteta protiv raka kako bismo dali uvid u njen potencijal u borbi protiv raka.
Tablica 1. Usporedba odabranih oblika stanične smrti
Piroptoza na prvi pogled
Piroptoza je prvi put opisana 1990-ih kod makrofaga zaraženih S. enterica serovar Typhimurium (S. Typhimurium) [11] i S. flexneri [12]. Iako se prvobitno smatralo da je riječ o procesu apoptoze, daljnja studija otkrila je da ta stanična smrt izazvana bakterijama uvelike ovisi o kaspazi-1 [13], kaspazi koja nije uključena u izvršenje apoptoze (tj. kaspaza{{6 }}). Ubrzo nakon toga, 2001., ovaj PCD je skovan kao piroptoza, ili "vatreno padanje", kako bi se opisalo oslobađanje proupalnih signala od strane umirućih stanica. Piroptotične stanice dijele nekoliko značajki s apoptotičnim stanicama, kao što su kondenzacija kromatina i fragmentacija DNA, ali se razlikuju po intaktnoj jezgri, formiranju pora, bubrenju stanica i osmotskoj lizi (Tablica 1) [14]. Općenito, piroptotična ruptura stanica postiže se aktivacijom GSDM proteina posredovanom kaspazom nakon vezanja DAMP-ova ili molekularnih uzoraka povezanih s patogenima (PAMP-ovi) [15]. Te iste kaspaze također mogu izravno ili neizravno doprinijeti sazrijevanju proupalnih citokina koji, uz DAMP-ove, pokreću ili održavaju upalni odgovor kada se oslobode. Iako ima važnu zaštitnu ulogu u rješavanju patogena, piroptoza je implicirana kao komplicirajući čimbenik u nekoliko ljudskih bolesti, kao što su kardiovaskularne bolesti [16], neurodegenerativne bolesti [17] i HIV/AIDS [18]. Metabolički poremećaji poput dijabetesa također mogu biti potaknuti piroptozom kroz kroničnu upalu i proizvodnju citokina koji ometaju inzulin [19]. Čini se da je uloga piroptoze u raku dvostruka. S jedne strane, piroptoza može brzo dovesti do regresije tumora, as druge strane može pospješiti razvoj tumorskog mikrookruženja. Stoga stanice raka mogu suzbiti ili potaknuti piroptozu kako bi podržale svoje napredovanje, ovisno o kontekstu.
Dobrobiti cistanche tubulosa- ojačati imunološki sustav
Molekularni mehanizmi piroptoze
vjerojatno da će se povećati u budućnosti, trenutno postoje dva glavna i nekoliko alternativnih putova koji su do danas razjašnjeni (slika 1). U glavnim putovima, piroptozu inducira GSDMD i uključuje upalnu kaspazu-1 (kanonski put) ili kaspazu-4/5 (ili mišju kaspazu-11) (nekanonski put). Od alternativnih putova, najviše se smatra piroptoza izazvana GSDME-om kroz kaspazu-3 [5], iako su također prijavljeni različiti putovi koji uključuju druge članove obitelji GSDM i kaspaze ili granzime. Strukturno, GSDMA, GSDMB, GSDMC, GSDM D i GSDME se sastoje od N-terminalne domene koja formira pore i C-terminalne regulatorne domene koje su spojene veznom regijom [20]. Pod normalnim uvjetima, regija linkera omogućuje C-terminalnoj domeni da se presavije preko vrha N-terminalne domene i funkcionalno inhibira njenu smrtonosnu aktivnost. Cijepanje na mjestu vezivanja pomoću kaspaza ili granzima, međutim, odustaje od ove autoinhibitorne strukture i dovodi do translokacije fragmenta N-terminalne domene u plazmu i mitohondrijske membrane. Jednom kada se veže, N-terminalna domena se oligomerizira i formira bačvaste transmembranske pore koje olakšavaju izlučivanje proupalnog sadržaja, poput interleukina (IL)- 1 i IL-18, i uzrokuju lizu stanice kroz osmotsku barijeru poremećaj [21]. U sljedećim odjeljcima dan je sažetak koraka uključenih u svaki od puteva koji vode do piroptoze.
Kanonski inflamasomski put
U kanonskom inflamasomskom putu do piroptoze, prepoznavanje DAMP-ova (npr. fibrinogena, proteina toplinskog šoka, DNA) i/ili PAMP-ova (npr. flagelina, glikana, lipopolisaharida (LPS)) pomoću receptora za prepoznavanje uzorka (PRR) dovodi do aktivacije odgovarajuće citosolne signalne komplekse koji se nazivaju inflamasomi, a koji se obično sastoje od senzorskog proteina, adaptora i efektorske kaspaze [22]. Iako su različiti PRR-ovi, poput NOD-sličnih receptora (NLR) i toll-like receptora (TLR), uključeni u ovaj proces, poznato je da samo podskup njih može izravno sastaviti inflamasome i aktivirati cistein proteazu kaspazu{ {3}} [23]. Konkretno, senzori PRR-a/inflammasoma u ovom podskupu uključuju obitelj NLR koja sadrži domenu pirina (NLRP)1, NLRP3, NLRP4, odsutan u melanomu 2 (AIM2) i Pyrin. Nakon njihove aktivacije, većina ovih senzora stupa u interakciju s CARD (ASC) proteinom nalik mrljama povezanom s apoptozom adapterskog proteina, koji aktivira kaspazu-1 kroz regrutiranje i cijepanje prokaspaze-1. Osim oslobađanja i aktiviranja smrtonosne N-terminalne domene GSDMD-a (GSDMD-N), kaspaza-1 također sazrijeva pro-IL-1 i pro-IL-18 u IL{{22 }} i IL-18, koji se oslobađaju kroz nekrotične membranske pore koje stvara GSDM DN [24].
Prednosti cistanche tubulosa-Antitumor
Nekanonski inflamasomski put
Za razliku od kanonskog inflamasomskog puta, nekanonski inflamasomski put neovisan je o kaspazi-1 i umjesto toga se oslanja na kaspazu-4 i -5 u ljudi i kaspazu-11 u miševa [25]. Aktivacija ovih kaspaza događa se izravnim vezanjem LPS-a na odgovarajuće pro-kaspaze i zaobilazi potrebu za inflamasomskim senzorima. Podrijetlom iz gram-negativnih bakterija, citoplazmatska isporuka LPS-a može se dogoditi kroz infekciju ili membranske vezikule. Iako te kaspaze ne aktiviraju izravno IL-1 i IL-18, njihovo pokretanje piroptoze kroz cijepanje GSDMD-a dovodi do efluksa iona kalija koji aktivira upalu NLRP3 i pojačava djelovanje kaspaze{{11} } [26].
Slika 1. Shema signalnih putova piroptoze. Kanonski inflamasomski put do piroptoze induciran je različitim podražajima i rezultira aktivacijom kaspaze-1, dok je nekanonski put induciran LPS-om i rezultira aktivacijom kaspaze-4/5. I aktivirana kaspaza-1 i kaspaza-4/5 cijepaju autoinhibirani GSDMD na njegovoj veznoj regiji kako bi oslobodili N-terminalnu domenu GSDMD-a (GSDMD-N) od njegove represorske C-terminalne domene (GSDMD-C) . GSDMD-N zatim prelazi na plazma membranu i podvrgava se oligomerizaciji i stvaranju pora, što uzrokuje povećanje osmotskog tlaka i konačno lizu stanice. Stvaranje pora također olakšava otpuštanje unutarstaničnog sadržaja i upalnih citokina IL-18 i IL-1 nakon njihove aktivacije kaspazom-1. Putem alternativnih putova, GSDMD također može biti cijepan kaspazom-8, slično GSDME-u, koji dodatno može biti cijepan kaspazom-3 i granzimom B. Osim toga, GSDMD-N i GSDMB-N također mogu aktivirati redom NLRP3 ili kaspaza-4. U drugim alternativnim putovima, GSDMB se cijepa kaspazom-1 ili granzimom A, dok se GSDMC cijepa kaspazom-8 i transkripcijski regulira pod hipoksijom putem pSTAT3 interakcije s programiranim ligandom smrti 1. Mehanizmi GSDMA -posredovana piroptoza tek treba biti razjašnjena. AIM2, odsutan u melanomu 2; DAMPs, molekularni obrasci povezani s opasnošću; FADD, protein domene smrti povezan s Fas-om; GSDMA/B/C/D/E, gastrin A/B/C/D/E; IL, interleukin; LPS, lipopolisaharidi; NLRP1/3/4, NLR obitelj pirin domene koja sadrži 1/3/4; PAMPs, molekularni uzorci povezani s patogenom; RIPK1, serin/treonin-protein kinaza 1 u interakciji s receptorom; pSTAT3, pretvarač fosfo-signala i aktivator transkripcije 3; TAK1 (također poznat MAP 3 K7), transformirajući faktor rasta beta-aktivirana kinaza 1
Alternativni putovi
Otkriveno je da se u određenim kontekstima, poput kemoterapije ili ciljane terapije raka, put od apoptoze do piroptoze može inducirati putem kaspaze- 3 [5]. Iako su uglavnom povezane s izvođenjem apoptoze i morfološkim promjenama, kaspaze-3 mogu posredovati u piroptozi kroz cijepanje GSDME, što na sličan način dovodi do stvaranja pora GSDME-N i permeabilizacije membrane. Kada su razine GSDME visoke, piroptoza se brzo pokreće nakon aktivacije kaspaze-3, ali kada su razine GSDME niske, umjesto toga dolazi do apoptoze [5]. Uzimajući u obzir da većina proteaza uključenih u piroptozu također može posredovati u apoptozi kada je njihov odgovarajući protein GSDM odsutan [27, 28], sugerira se da ravnoteža između piroptoze i apoptoze uvelike ovisi o razinama proteina GSDM. Ova ideja zahtijeva dodatne dokaze, međutim, budući da je u suprotnosti sa studijama koje osporavaju ulogu GSDME u piroptozi [29, 30]. Također je prijavljeno nekoliko drugih alternativnih putova piroptoze i, ukratko, uključuju GSDMD cijepanje kaspazom-8 [31], GSDME cijepanje kaspazom-8 [32] ili granzimom B (GzmB) [33], Cijepanje GSDMB kaspazom-1 [34] ili granzimom A (GzmA) [35], cijepanje GSDMC kaspazom- 8 i regulacija transkripcije hipoksijom aktiviranim ligandom programirane smrti 1 (PD-L1) i pSTAT3 [36] i stvaranje GSDMA pora kroz nepoznati mehanizam [37].
Prednosti cistanche tubulosa-Antitumor
Piroptoza i njezini sastojci kod raka
Čini se da je nejasna uloga piroptoze u raku kontekstualna i ovisna o tipu stanice, genetici i trajanju indukcije piroptoze. Nakon aberantne ekspresije i produljene aktivnosti, GSDM, inflamasomi i/ili proupalni citokini mogu doprinijeti tumorskoj patologiji induciranjem imunosupresivnih stanica, promicanjem prijelaza epitela u mezenhim i/ili regulacijom metaloproteinaza matriksa za remodeliranje izvanstaničnog matriksa [38]. Nedavno je otkriveno da piroptoza može potaknuti progresiju tumora kod kolorektalnog karcinoma (CRC) povećanjem ekspresije nuklearnog antigena proliferirajućih stanica putem otpuštanja proteina 1 (HMGB1) skupine visoke mobilnosti [39]. U hipoksičnim regijama MDA-MB-231 ksenografta u golih miševa također je objavljeno da PD-L1-posredovana promjena apoptoze na piroptozu olakšava kroničnu nekrozu tumora [36], što može potaknuti rast tumora i ometaju antitumorsku imunost [40]. Međutim, poredeći ove učinke, piroptoza također može započeti supresiju i izvršenje tumora [5, 33, 41–43]. U stanicama hepatocelularnog karcinoma (HCC), na primjer, indukcija piroptoze kroz aktivaciju inflamasoma NLRP3 značajno je spriječila metastatski potencijal in vitro i rast tumora in vivo u modelu mišjeg ksenografta [44]. Ideja da supresija piroptoze daje selektivnu prednost u HCC stanicama dodatno je podržana opažanjem da su razine mRNA kaspaze-1 i proteina aktivno smanjene u ljudskim HCC tkivima i staničnim linijama [45].
S obzirom na dvostruku ulogu piroptoze, njezine molekularne komponente su, kao što bi se očekivalo, abnormalno i različito izražene u različitim vrstama raka (Tablica 2). GSDM su, na primjer, deregulirani kod raka dojke, želuca, grlića maternice i pluća, među ostalim, i pokazalo se da kontroliraju proliferaciju, metastaze, terapijsku otpornost i antitumorski imunitet dok djeluju kao onkogeni ili supresori tumora [65, 66] . Kod raka želuca (GC), GSDMD ekspresija je značajno smanjena i rezultirala je pojačanom proliferacijom tumora i in vitro i in vivo, vjerojatno ubrzanjem prijelaza S/G2 stanica [57]. Suprotno tome, razine GSDMD proteina bile su značajno povećane kod karcinoma pluća nemalih stanica (NSCLC) u usporedbi sa susjednim kontrolama i bile su povezane s većom veličinom tumora, naprednijim stadijima metastaza tumorskih čvorova i, kod adenokarcinoma pluća (LUAD), lošijom prognozom [27]. ]. Štoviše, GSDMD nokdaun u NSCLC stanicama oslabio je njihovu proliferaciju kroz indukciju apoptoze i inhibiciju signalizacije EGFR/Akt. Slično GSDMD-u, ekspresija GSDME također je smanjena u GC-u, kao i u raku dojke i CRC-u [47, 59, 67]. Posebno u CRC-u, nokdaun GSDME-a povećao je staničnu invazivnost i broj kolonija, dok je prekomjerna ekspresija GSDME-a smanjila rast stanica i stvaranje kolonija [51]. Pri ispitivanju kirurških uzoraka primarnog GC-a, ekspresija GSDMC-a uočena je samo u određenim slučajevima, iako je suprotno regulirana u CRC-u, gdje je pospješila karcinogenezu i proliferaciju in vitro i rast tumora in vivo [50]. Više razine GSDMB također su povezane s višim stopama metastaza i nižim stopama preživljavanja u bolesnika s rakom dojke [46]. Među ostalim sastojcima piroptoze, ekspresija AIM2 bila je značajno smanjena ili odsutna u većini promatranih CRC tumora i povezanih s lošim ishodima pacijenata [52]. Niske razine AIM2 također su bile u korelaciji s naprednijom progresijom tumora kod HCC-a, dok je prekomjerna ekspresija AIM2 oslabila staničnu proliferaciju i invaziju [61]. Razine NLRP1 bile su na sličan način smanjene u CRC tumorskim tkivima i povezane s povećanim metastazama i slabim preživljavanjem [54]. Unatoč tome, NLRP1 je također uključen u potporu tumora. Kod melanoma, na primjer, utvrđeno je da NLRP1 pridonosi stečenoj rezistenciji na lijekove [62], a kod raka dojke bio je prekomjerno izražen u primarnim tkivima i povezan s metastazama u limfnim čvorovima [49]. Kod miševa je NLRP1 također pospješio proliferaciju, invaziju, metastaze i tumorigenost raka dojke [49]. Idemo dalje, razine mRNA kaspaze-1 značajno su smanjene u tkivima pacijenata s rakom dojke [48], a gubitak kaspaze-1 povezan je s tumorigenezom prostate [64] i CRC [53]. Unatoč očitoj ulozi u suzbijanju tumora kod ovih karcinoma, ekspresija kaspaze-1 bila je značajno povećana u tkivima ljudskog glioma i sugeriralo se da igra ključnu ulogu u proliferaciji i migraciji stanica glioma kroz kontrolu piroptoze i naknadnog doprinosa lokalnom tumoru mikrookruženje [60].
Nepotrebno je reći da će razjašnjavanje odnosa između piroptoze i raka i dalje zahtijevati opsežna istraživanja. Uzimajući u obzir nedostatak konsenzusa među studijama, značajan izazov bit će razlučiti i spojiti uloge specifične za tumore i regulaciju svake piroptotičke molekularne komponente. S višestrukim putovima koji dovode do piroptoze i višestrukim preklapanjem sastavnih dijelova, sugestivno je da bi karakterizacija ukupnog učinka svakog puta specifičnog za tumor, a ne pojedinačnih učinaka svake komponente, mogla biti učinkovitija strategija za razumijevanje i/ili predviđanje tumorske modulacije piroptoze. Unatoč tome, budući da se novi putovi piroptoze još uvijek otkrivaju, praznine u našem znanju mogu nas spriječiti da shvatimo bilo kakve veće modulacijske teme dok se svi odgovarajući signalni putovi ne razjasne i u skladu s tim organiziraju unutar trenutne sheme ili nove.
Tablica 2 Ekspresija odabranih piroptotičkih komponenti u karcinomima i njihove povezane posljedice
Tablica 2 Ekspresija odabranih piroptotičkih komponenti u karcinomima i njihove povezane posljedice (nastavak)
Veze između piroptoze i antikancerogenog imuniteta
Sposobnost stanične smrti da izazove adaptivni imunološki odgovor poznata je kao imunogena stanična smrt (ICD). Osobito, imunogeni potencijal umiruće stanice raka definiran je njezinim antigenskim i adjuvantnim značajkama, kao što su prisutnost antigena povezanih s tumorom i oslobađanje endogenih DAMP-ova [68, 69]. Za razliku od apoptoze, koja je u osnovi imunološki tolerantan proces, piroptoza posjeduje molekularni mehanizam za izazivanje snažnog upalnog odgovora i smatra se da je u nekim slučajevima oblik ICD-a [33]. Iako veza između piroptoze i imuniteta protiv raka još nije jasna, sve veći broj studija pokazuje da se uklanjanje tumora posredovano piroptozom postiže pojačanom imunološkom aktivacijom i funkcijom. Štoviše, osim što se spontano pokreće različitim stresorima i promjenama apoptoze u piroptozu, piroptozu tumorskih stanica mogu izravno inducirati određene imunološke stanice, što sugerira da piroptoza može sudjelovati u petlji pozitivne povratne sprege u antitumorskom imunitetu. U sljedećim odjeljcima istaknuta su najnovija istraživanja koja impliciraju piroptozu u imunitetu protiv raka prema uključenom proteinu GSDM.
koristi cistanche za muškarce-jača imunološki sustav
Kliknite ovdje za pregled Cistanche proizvoda za jačanje imuniteta
【Tražite više】 E-pošta:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692
GSDMA
borat (Phe-BF3) u kombinaciji s isporukom nanočestica zlata (NP), Wang et al. izvijestio je o uspješnoj isporuci mišjeg izoforma GSDMA, Gsdma3, selektivno u ljudske HeLa (cervikalne), mišje EMT6 (mliječne) i mišje 4 T1 (mliječne) stanice raka, što dovodi do piroptoze u 20-40% stanica ovisno o stanici linija [70]. Kada je ovaj sustav isporuke primijenjen na BALB/c miševe kojima su potkožno implantirane 4 T1 ili EMT6 stanice nakon dva tjedna rasta, tri kruga tretmana s NP–Gsdma3 i Phe-BF3, bilo intravenskom ili intratumorskom injekcijom, rezultirala su značajnim smanjenjem tumora ; a nakon 25 dana opterećenje tumorom bilo je zanemarivo. Za usporedbu, nije primijećeno smanjenje tumora kada su NP–Gsdma3 ili Phe-BF3 ubrizgani sami, ili kada su mutirani NP–Gsdma3 i Phe-BF3 koji ne stvaraju pore ubrizgani zajedno, što sugerira da je funkcija Gsdma3 bila neophodna za promatrani antitumorski učinak . Zanimljivo, kod BALB/c miševa tretiranih NP-Gsdma3 i Phe-BF3, otkriveno je da je piroptoza u manje od 15% od 4 T1 tumorske stanice bila dovoljna da eliminira cijeli presatak tumora dojke. Ovaj učinak regresije tumora je izostao u Nu/Nu miševa bez zrelih T stanica, međutim, snažno indicirajući da je učinak eliminacije tumora Gsdma3-posredovane piroptoze barem djelomično ovisio o imunološkom sustavu. Sukladno tome, povećanje infiltracije CD3+ T stanica, kao i smanjenje CD4+ FOXP3+ T regulatornih stanica u BALB/c miševa, primijećeno je samo u 4 T1 tumora tretirani s NP– Gsdma3 i Phe-BF3. Nadalje, smanjenje populacija CD4+ i CD8+ stanica u ovom modelu liječenja spriječilo je regresiju tumora, što implicira da i CTL i CD4+ T pomoćne stanice igraju nezamjenjivu ulogu tijekom piroptoze izazvane uklanjanje tumora. U usporedbi s PBS kontrolnim tumorima 4 T1, daljnja analiza također je otkrila da dok su se populacije stanica makrofaga CD4+, CD8+, prirodnih ubojica (NK) i M1 makrofaga povećale u NP–Gsdma3 i Phe-BF3 tretiranim tumora, smanjila se populacija monocita, neutrofila, supresorskih stanica izvedenih iz mijeloida i M2 makrofaga. Uz povećane razine IL-1, IL-18 i HMGB1 u serumu i tumoru, utvrđeno je da su brojni imunostimulacijski i antitumorski efektorski geni (npr. Cd69, Gzma, Gzmb) regulirani na gore i različiti imunosupresivni i protumorski geni (npr. Csf1, Vegfa, Cd274) smanjeni u 4 T1 tumora tretirana s NP–Gsdma3 i Phe-BF3 u BALB/c miševa [70].
GSDMD
Fokusirajući svoju pozornost na citotoksične T limfocite (CTL), Xi i kolege ispitivali su CTL-ovu ekspresiju GSDM gena u odnosu na CD8+ T stanične markere u LUAD-u, karcinomu skvamoznih stanica pluća (LUSC) i uzorcima tumora melanoma koristeći podatke iz Atlasa genoma raka (TCGA) [71]. Od pet članova gena GSDM, samo je ekspresija GSDMD pokazala pozitivnu korelaciju s CD8+ T staničnim markerskim genima (npr. CD8A, CD8B, PRF1, GZMA, GZMB i IFNG) u CTL-ovima u sve tri skupine tumora. Pozitivna korelacija između GSDMD i ekspresije CD8A, GZMB i IFNG u CTL također je viđena u mnogim drugim tipovima tumora i u 30 uzoraka primarnih tumora pacijenata s NSCLC, dodatno potvrđujući povezanost uočenu iz TCGA. Daljnja studija otkrila je da je ekspresija GSDMD-a u aktiviranim CTL-ovima OT-1 miševa značajno povećana u usporedbi s naivnim T limfocitima. Slično tome, ljudske CD8+ T stanice regulirale su GSDMD nakon njihove aktivacije, a u uzorcima tkiva LUAD i LUSC, visoke razine GSDMD proteina viđene su u limfocitima koji infiltriraju tumor (TIL). I u OT-1 i u CD8+ T stanicama koje aktiviraju ljudi, aktivacija kaspaze-11 ili kaspaze-4 bila je pojačana redom, a njihovo ciljanje kratkom ukosnom RNA oslabljenom GSDMD dekoltea. Kada su aktivirane OT-1 T stanice bile zajedno uzgojene sa stanicama Lewisovog karcinoma pluća (3LL-OVA) koje eksprimiraju ovalbumin, uočena je ko-lokalizacija GSDMD i GzmB u CTL-ovima u blizini njihovih imunoloških sinapsi; štoviše, citotoksičnost CTL prema 3LL-OVA stanicama je smanjena nakon nokdauna GSDMD. Slični rezultati zabilježeni su uporabom ljudskih CTL-ova i stanične linije H1299 NSCLC [71]. Uzimajući u obzir da je jedan kritični način na koji CTL ubijaju tumorske stanice oslobađanje citotoksičnih molekula u imunološku sinapsu koju one formiraju, nagađalo se da je isporuka GSDMD i GzmB u efektorske stanice raka možda bio mehanizam koji leži u osnovi citotoksičnosti CTL-a viđene u ovu studiju [71].
GSDMB
Ubrzo nakon izvješća Xija i njegovih kolega, mehanizam piroptoze tumorskih stanica izazvane NK- i CTL-om putem otpuštanja granzima pojačan je u nekoliko studija [33, 35, 72]. Za razliku od Xija i sur., međutim, Zhou i sur., na primjer, implicirali su uključenost GzmA i GSDMB, a ne GzmB i GSDMD, u stanične linije koje su ispitivali, podupirući ideju da odgovor stanice na granzime i GSDM je kontekstualna i ovisi o tipu stanice [35, 71]. Konkretno, otkriveno je da je prisilna ekspresija GSDMB, ali nijednog drugog člana GSDM u T stanicama bubrega ljudskog embrija (HEK)- 293 kojima nedostaje endogena ekspresija GSDM-a, dovela do piroptotičkog ubijanja 293 T stanica kokultiviranim ljudskim NK{{10 }}MI stanice [35]. Zanimljivo, čini se da je GSDMB-posredovano ubijanje NK stanica neovisno o kaspazi, budući da tretman s inhibitorom pan-kaspaze nije imao učinka. Inhibicija granzima ili degranulacije NK stanica i perforina, međutim, ne samo da blokira piroptozu izazvanu NK stanicama, već i cijepanje GSDMB u 293 T stanicama. Od pet ljudskih granzima u HEK-293F stanicama, otkriveno je da je samo GzmA brzo cijepao GSDMB prema obrascu sličnom onom viđenom u testovima ubijanja NK stanica. Kada je GzmA elektroporiran u GSDMB-rekonstituirane 293 T stanice, došlo je do opsežnog cijepanja GSDMB i piroptotičkog ubijanja; ali kada je mutant GzmA S212A s nedostatkom proteaze elektroporiran ili je eksprimiran mutant GSDMB K244A koji se ne može cijepati ili dvostruki mutant K229A/K244A, indukcija piroptoze bila je značajno smanjena. Slično, GzmA-posredovano cijepanje GSDMB bilo je potrebno u fiziološkim uvjetima za piroptotičko ubijanje NK stanica 293 T stanica, a svaki poremećaj cijepanja, kao što je GSDMB mutant ekspresija, usmjerio je 293 T stanice prema otpornosti na piroptozu. Kod staničnih linija ljudskog raka koje endogeno eksprimiraju GSDMB, posebno OE19 (karcinom jednjaka), SW837 (CRC) i SKCO1 (CRC), nadalje je pokazano da je isporuka GzmA putem elektroporacije ili perforina dovoljna za induciranje piroptoze posredovane GSDMB-om [35].
Značajno, druge stanične linije raka s neprimjetnim razinama GSDMB-a, kao što su OE33 (stanice karcinoma jednjaka) i HCC1954 (stanice raka dojke), mogle bi se transkripcijski inducirati da povećaju ekspresiju GSDMB-a izlaganjem citokinima koje tipično otpuštaju aktivirani citotoksični limfociti, poput interferona-gama (IFN-) i faktor tumorske nekroze alfa (TNF-) [35]. S druge strane, IFN-priming je značajno pojačao piroptotičku staničnu smrt u nizu ovih staničnih linija, iako je taj učinak u konačnici ovisio o GzmA. Slično njihovoj inkubaciji s NK-92MI stanicama, otkriveno je da su 293 T stanice koje eksprimiraju CD19 i GSDMB podvrgnute GSDMB cijepanju i piroptozi kao odgovor na inkubaciju s ljudskim anti-CD19 himernim antigenskim receptorima (CAR) -T stanicama. Do ovog cijepanja i indukcije piroptoze, međutim, nije došlo kada je verzija GSDMB koja se ne može cijepati eksprimirana u 293 T stanicama ili kada je GZMA oboren u CAR-T stanicama. Idući dalje, skupina je pokazala da, iako GSDMB nema ortologe u miševa, CTL-ovi generirani iz OT-1 transgenih miševa mogu koristiti mišji GzmA (mGzmA) za cijepanje ljudskog GSDMB i induciranje piroptoze u mišjim MC38 CRC stanicama koje eksprimiraju ljudski GSDMB. Primjenjujući ovo znanje na in vivo model, skupina nije pronašla značajne razlike u rastu usađenih mišjih CT26 CRC stanica u BALB/c miševa bez obzira je li ljudski GSDMB rekonstituiran u stanicama ili ne. Naknadno je izneseno da je prepoznavanje CT26 tumorskih stanica od strane CTL-ova u modelu moglo biti ometeno interakcijom proteina 1 programirane stanične smrti (PD-1) – liganda 1 programirane smrti (PD-L1), stoga, sprječavanje CTL dostave mGzmA u ciljne CT26 stanice i indukciju piroptoze CT26 stanica. Nevjerojatno, blokiranjem vezanja PD-1-PD-L1 u modelu kroz injekciju PD-1 antitijela, skupina je uspjela malo smanjiti rast kontrolnih CT26 tumora i gotovo u potpunosti potisnuti rast ljudskog GSDMB-a ekspresijom CT26 tumora. Djelomična inhibicija rasta tumora također je primijećena u CT26 tumorima koji eksprimiraju dvostruki mutantni oblik GSDMB otporan na GzmA u uvjetima PD-1 antitijela, ali samo u mjeri blizu onoj u kontrolnim tumorima. Skupina je također izvijestila o sličnim nalazima korištenjem agresivnijeg modela tumora melanoma B16-F10 kod C57BL/6 miševa [35]. Uzeti zajedno, ovi nalazi ne samo da su pokazali da piroptoza posredovana GSDMB-om djeluje nizvodno od GzmA, već i da citotoksični limfociti mogu dostaviti GzmA u stanice raka koje eksprimiraju GSDMB kako bi olakšali antitumorski imunitet.
GSDME
Zhang i sur. također su izvijestili o istom mehanizmu indukcije piroptoze citotoksičnim limfocitima, ali su ukazali na uključenost GSDME i GzmB [33]. Što je dovelo do ovih otkrića, pokazalo se da ektopična ekspresija mišjeg GSDME (mGSDME) u mišjim 4T1E stanicama raka dojke usađenim u imunokompetentne BALB/c miševe značajno inhibira rast tumora 4T1E i dovodi do povećanja infiltracije NK stanica i makrofaga povezanih s tumorom (TAM-ovi) [33]. Osim toga, povećana je ekspresija GzmB i perforina u NK stanicama i CD8+ TIL-u u tim tumorima, kao i CD8+ TIL proizvodnja IFN-a i TNF-a kada je stimulirana forbolom 12- miristatom { {11}}acetat i ionomicin. Suprotno tome, ekspresija nefunkcionalnih ili necijepajućih verzija mGSDME u 4T1E stanicama značajno je ublažila ove učinke, dok je nokaut mGSDME u EMT6 tumorima imao suprotne učinke. Kad su 4T1E tumorske stanice koje eksprimiraju pojačani zeleni fluorescentni protein (eGFP) implantirane u ove miševe, broj eGFP-pozitivnih CD8+ TIL-ova bio je značajno veći kad su 4T1E stanice također prekomjerno eksprimirale mGSDME. eGFP-pozitivni TIL-ovi u tumorima s prekomjernom ekspresijom mGSDME također su imali veću ekspresiju perforina i proizvodnju citokina sekundarno GFP bojenju; i udvostručenje eGFP-pozitivnih TAM-ova u tim tumorima u usporedbi s kontrolama snažno ukazuje na veću fagocitozu tumorskih stanica, što je moglo pomoći u promicanju antitumorskog adaptivnog imuniteta. Kako bi ispitali vezu između supresije tumora posredovane GSDME-om i imunološkog odgovora, grupa je zasebno koristila NSG miševe bez zrelih limfocita i BALB/c miševe s nedostatkom perforina kako bi otkrila da je antitumorski učinak GSDME-a i na limfocite i na perforin- ovisna i implicirala je uključenost NK i CD8+ T stanica. Daljnjim istraživanjem pokazalo se da ljudska NK stanična linija YT može aktivirati piroptozu u HeLa stanicama koje eksprimiraju GSDME, a nagađalo se iz eksperimenata koji su koristili staničnu liniju humanog neuroblastoma SH-SY5Y da je ta indukcija postignuta putem GzmB, koji ne samo da cijepa GSDME na isto mjesto kao kaspaza-3, ali neizravno aktivira kaspazu-3. Eksperimenti s cjepivom/izazivanjem također su snažno ukazali da je piroptoza oblik ICD-a, što je u skladu s povećanom infiltracijom i poboljšanom funkcijom imunoloških stanica uočenim tijekom ranijih eksperimenata sa stanicama s prekomjernom ekspresijom mGSDME [33].
Ovi su nalazi u skladu s onima Liua i sur., koji sugeriraju da CAR-T stanice mogu inducirati GSDME-posredovanu piroptozu tumorskih stanica u B leukemijskim i solidnim tumorskim stanicama putem oslobađanja perforina i GzmB [72]. Također se pokazalo da GzmB brzo cijepa GSDMB i aktivira kaspazu-3 u Luc-Raji i NALM- 6 stanicama, iako je sugerirano da njegovo oslobađanje i potencijal za induciranje piroptoze mišjih stanica melanoma B16 ovise o CAR-T afinitet staničnih tumorskih antigena i ko-signalne domene ili njihovu količinu kada se otpuštaju. Tretiranje makrofaga porijeklom iz ljudi supernatantima iz kokultiviranih CD19-CAR-T stanica i stanica raka (NALM-6, Raji ili primarnih B leukemijskih stanica) potaknulo je makrofagnu aktivaciju kaspaze{{14} }, cijepanje GSDMD-a i otpuštanje IL-6 i IL-1. Ova zapažanja, međutim, nisu primijećena ako sukultivirane stanice raka imale nedostatak GSDME ili makrofaga u kaspazi-1, GSDMD ili NLRP3. Također je otkriveno da su ATP i HMGB1 u kokultiviranim piroptotičkim supernatantima bili dovoljni za promicanje lučenja IL-1 makrofaga i regulacije IL-6. Općenito, ovi su nalazi nagovijestili one viđene u mišjem modelu sindroma otpuštanja citokina (CRS) uzrokovanog leukemijom CAR-T stanicama (koristeći Raji ili NALM-6 stanice u bež miševa s teškim kombiniranim imunodeficijentom), što je pokazalo da CAR-T stanična terapija izazvala je CRS kroz piroptozu koju je omogućio GSDME. Ovo je mišljenje dodatno potkrijepljeno kada su primarne B leukemijske stanice pacijenata prije liječenja CD19-CAR T stanicama analizirane i pokazale da su povećane razine GSDME povezane s težim CRS-om [72].
Osim toga, vrijedno je spomenuti da je u zasebnoj studiji piroptoza izazvana liječenjem u stanicama melanoma putem GSDME i kaspaze-3 u skladu s tim pospješila otpuštanje HMGB1 i bila je izravno povezana s infiltracijom T stanica povezanih s tumorom i aktiviranih dendritičnih stanica [73]. Grupa je stoga predložila da DAMP-ovi, poput HMGB1, mogu aktivirati dendritične stanice koje, zauzvrat, izazivaju proliferaciju i sazrijevanje T stanica i pridonose antitumorskim imunološkim odgovorima [73].
cistanche tubulosa-poboljšava imunološki sustav
Izgledi za piroptozu u terapiji protiv raka
Posljednjih godina, sve veći broj studija ilustrirao je izvedivost i terapeutski potencijal iskorištavanja piroptoze za aktiviranje antitumorskog imuniteta kroz različite metode ciljanja i isporuke (slika 2). Korištenjem mikročestica izvedenih iz stanica tumora (TMP), na primjer, Gao et al. su isporučili metotreksat u stanice kolangiokarcinoma (CCA) kako bi inducirali piroptozu posredovanu GSDME-om, što je dovelo do aktivacije makrofaga porijeklom iz bolesnika i regrutiranja neutrofila na mjesto tumora za uništavanje tumora usmjereno lijekom [74]. Štoviše, kada je ovaj sustav za isporuku metotreksat-TMP ubrizgan u lumen žučnog voda pacijenata s ekstrahepatičnim CCA, aktivacija neutrofila i povlačenje bilijarne opstrukcije primijećeni su u 25% pacijenata [74]. Također je utvrđeno da je piroptoza posredovana GSDME-om potaknuta kod melanoma kombinacijom inhibitora BRAF i MEK, uzrokujući infiltraciju/aktivaciju imunoloških stanica i regresiju melanoma [73]. U drugoj strategiji, metformin, najčešći lijek koji se koristi za liječenje dijabetesa tipa 2, korišten je za inhibiciju proliferacije stanica raka neizravnim aktiviranjem piroptoze putem kaspaze-3 [75]. Konkretno, metformin je pridonio disfunkciji mitohondrija i aktivirao put AMPK/SIRT1/NF-κB, potičući nakupljanje Baxa i otpuštanje citokroma c, što je zauzvrat dovelo do aktivacije kaspaze-3 i cijepanja GSDME [75]. Također je otkriveno da niz inhibitora malih molekula koji ciljaju KRAS-, EGFR- ili ALK-mutantne karcinome pluća induciraju piroptotičku smrt putem cijepanja GSDME-a posredovanog kaspazom-3- nakon aktivacije mitohondrijskog intrinzičnog puta apoptoze [43]. Otkrića skupine sugeriraju da se ova dva PCD puta međusobno reguliraju i da se piroptoza može koristiti za povećanje učinkovitosti terapija usmjerenih protiv raka, iako je taj učinak smanjen kada je apoptotička funkcija netaknuta [43]. U stanicama raka dojke, liječenje agonistom RIG- 1 pokrenulo je vanjski put apoptoze i piroptozu, aktivirajući STAT1 i NF-κB i pojačavajući kemokine koji regrutiraju limfocite [76]. Sukladno tome, smanjenje metastaza raka dojke i rasta tumora bilo je popraćeno povećanjem tumorskih limfocita nakon aktivacije RIG-1 u miševa [76]. Iako prijelaz s apoptoze na piroptozu tek treba u potpunosti razjasniti, otkriveno je da nedavno sintetizirani inhibitor NF-κB, 13d, zaustavlja stanice raka u G2/M fazi i potiče ovaj prijelaz [77]. Liječenje s 13d također je proizvelo snažan antitumorski učinak in vivo dok je pokazivalo nisku toksičnost [77], slično L61H10, drugom spoju za koji se navodi da inducira prijelaz s apoptoze na piroptozu, također vjerojatno kroz inhibiciju NF-κB [78].
Jedna značajna prepreka u razvoju strategija protiv raka temeljenih na piroptozi je činjenica da mnogi oblici raka značajno smanjuju ekspresiju GSDM proteina ili ekspresiraju njihove mutirane, nefunkcionalne oblike [33]. Srećom, ova je dilema zaokupila interes mnogih istraživača koji su počeli razvijati pametna rješenja, poput Fana i sur., koji su pristupili problemu putem epigenetskog ciljanja [79]. Upotrebom decitabina za demetiliranje GSDME-a u kombinaciji s nanoliposomima koji nose lijekove za kemoterapiju koji aktiviraju kaspazu-3, skupina je učinkovito preokrenula utišavanje GSDME-a u tumorskim stanicama i induciranu piroptozu. Osim suzbijanja rasta tumora, metastaza i recidiva, ovaj režim je također stimulirao imunološke odgovore kroz otpuštanje citokina izazvano piroptozom [79]. Uzimajući u obzir da je 91% GSDME mutacija povezanih s pacijentima s rakom koje su procijenili Zhang et al. uzrokuju gubitak funkcije [33], međutim, sugerira se da epigenetsko ciljanje možda nije učinkovita metoda za induciranje piroptoze u određenih pacijenata. Ciljana isporuka funkcionalnih GSDM proteina izravno u stanice raka putem nanotehnologije [70] može pružiti pouzdan i učinkovit način da se zaobiđe ova dilema. Još jedna velika prepreka s kojom se suočavaju gotovo sve imunoterapijske strategije protiv raka je disregulacija koja proizlazi iz imunosupresivnog mikrookruženja tumora, kao što su inhibicijski receptori poput PD-1. Kako bi to riješili, Lu et al. projektirao NK92 stanice koje sadrže kimerni kostimulacijski pretvarajući receptor (CAR) koji pretvara inhibitorni PD-1 signal u aktivirajući signal, učinkovito pojačavajući antitumorsku aktivnost stanica protiv H1299 stanica raka pluća [80]. In vitro, CR NK92 stanice brzo su ubile H1299 stanice kroz GSDME-posredovanu piroptozu i, in vivo, značajno inhibirale rast tumora [80]. Uzevši uz opažanja Liua i njegovih kolega o piroptozi izazvanoj CAR-T stanicama [72], čini se da će buduće istraživanje terapija temeljenih na CAR-u, iako izazovno, biti posebno vrijedno. Štoviše, uzbudljiv i sve veći broj izvješća da indukcija piroptoze djeluje sinergistički s inhibitorima PD-1 kako bi 'hladne' tumore pretvorila u 'vruće' sugerira da smo tek počeli shvaćati kombinatorni potencijal piroptoze (Slika 2) [35 , 70].
Slika 2. Piroptoza zagrijava antikancerogeni imunitet. 'Hladni tumor': tumorske stanice stvaraju imunološki tolerantno mikrookruženje i izbjegavaju imunološku detekciju i ubijanje regrutiranjem imunosupresivnih stanica, povećanjem proteina imunoloških kontrolnih točaka, ometanjem prezentacije antigena i otpuštanjem imunoloških inhibitornih čimbenika. 'Zagrijavanje tumora': koriste se razne strategije za induciranje piroptoze tumorskih stanica i "zagrijavanje" tumora iz imunološko tihih stanja. 'Topli tumor': piroptotične tumorske stanice otpuštaju proupalne citokine i imunogeni materijal koji potiču aktivaciju i regrutiranje imunoloških stanica. 'Vrući tumor': infiltrirane imunološke stanice prepoznaju i ubijaju tumorske stanice, a to ubijanje može sudjelovati u pozitivnoj povratnoj petlji koja pojačava imunitet specifičan za tumor. Eliminacija tumora može se dodatno povećati kroz kombinirane terapijske strategije. CAR-T, himerni antigen receptor T stanica; CR-NK, kimerna kostimulacijska pretvarajuća stanica prirodna stanica ubojica; DC, dendritična stanica; GSDM, gastrinski proteini; HMGB1, protein kutije 1 skupine visoke pokretljivosti; IFN-, interferon-gama; IL, interleukin; MDSC, supresorske stanice izvedene iz mijeloida; MHC, glavni histokompatibilni kompleks; NK, prirodna stanica ubojica; NP, nanočestica; PD-L1, ligand 1 programirane smrti; PD-1, protein programirane stanične smrti 1; TNF-, faktor nekroze tumora-alfa; Tregs, regulatorne T stanice
Zaključci i buduće perspektive
Kao način upalne stanične smrti, piroptoza igra važnu ulogu u supresiji tumora poticanjem antitumorskih imunoloških odgovora na djelovanje. U nekim slučajevima, sugerira se da sama indukcija piroptoze može biti dovoljna da spriječi rast tumora, iako varijabilnost u njezinoj učinkovitosti i povezanim štetnim učincima (npr. CRS u terapiji CAR-T stanicama) upućuje na to da će njezina klinička primjena vjerojatno biti najučinkovitija kada koristi se u kombinaciji s drugim modalitetima protiv raka i prilagođen je pojedinačnim pacijentima i vrstama raka. Čini se da je jedan od najvećih izazova s kojima se suočava terapijska primjena piroptoze nepravilnost u ekspresiji i funkciji komponenti povezanih s piroptozom, ne samo u različitim vrstama raka, već i unutar njih. Unatoč tome, napredak u molekularnom, genetičkom i epigenetskom sustavu ciljanja/isporuke, uz preciznost i personaliziranu medicinu, daje nadu da bismo uskoro mogli posjedovati alate i znanje potrebne za korištenje ovih moćnih mehanizama kao oružja protiv raka.
Reference
1. Wong RS. Apoptoza u raku: od patogeneze do liječenja. 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. Piroptoza: nova granica u raku. Biomed Pharmacother. 2020;121:109595. https://doi.org/10.1016/j. biopha.2019.109595.
3. de Vasconcelos NM, Lamkanfi M. Nedavna saznanja o upalama, gastrinskim porama i piroptozi. 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. Uloga nekroptoze u biologiji i terapiji raka. Mol Rak. 2019;18(1):1–17.
5. Wang Y, Gao W, Shi X, Ding J, Liu W, He H, et al. Lijekovi za kemoterapiju induciraju piroptozu putem cijepanja kaspaze-3 glavnog uma. Priroda. 2017.; 547(7661):99-103. https://doi.org/10.1038/nature22393.
6. Bebber CM, Müller F, Prieto Clemente L, Weber J, von Karstedt S. Ferroptoza u biologiji stanica raka. Rakovi. 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. Ferroptoza, novi oblik stanične smrti: mogućnosti i izazovi kod raka. J Hematol Oncol. 2019;12(1):1–16.
8. Inoue H, Tani K. Multimodalna imunogena smrt stanica raka kao posljedica citotoksičnih tretmana protiv raka. Stanična smrt 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. Receptori za prepoznavanje uzoraka i molekularni strojevi smrti stanice domaćina. 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. Ferroptoza, nekroptoza i piroptoza u antikancerogenoj imunosti. J Hematol Oncol. 2020;13(1):1–18.
11. Monack DM, Raupach B, Hromockyj AE, Falkow S. Invazija Salmonella typhimurium inducira apoptozu u zaraženim makrofagima. 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 inducira apoptozu u inficiranim makrofagima. Priroda. 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. Apoptoza izazvana šigelama ovisi o kaspazi-1 koja se veže na IpaB. J Biol Chem. 1998;273(49):32895–900. https://doi.org/10.1074/jbc.273.49.32895. 14. Fink SL, Cookson BT. Formiranje pora ovisno o kaspazi-1- tijekom piroptoze dovodi do osmotske lize zaraženih makrofaga domaćina. 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. Aktivacija inflamasoma izaziva zgrušavanje krvi i smrt domaćina kroz piroptozu. Imunitet. 2019;50(6):1401–11. e1404.
16. Zhaolin Z, Guohua L, Shiyuan W, Zuo W. Uloga piroptoze u kardiovaskularnim bolestima. Cell Prolif. 2019;52(2):e12563. https://doi.org/10.1111/cpr.12563.
17. Voet S, Srinivasan S, Lamkanfi M, van Loo G. Upale u neuroupalnim i neurodegenerativnim bolestima. EMBO Mol Med. 2019.; 11(6):e10248.
18. Doitsh G, Galloway NL, Geng X, Yang Z, Monroe KM, Zepeda O, et al. Stanična smrt piroptozom uzrokuje smanjenje CD4 T-stanica kod HIV-1 infekcije. Priroda. 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. Piroptoza posredovana aktivacijom inflamasoma NLRP3 pogoršava ishemiju/reperfuzijsku ozljedu miokarda u dijabetičkih štakora. Oxid Med Cell Longev. 2017;2017.
20. Kuang S, Zheng J, Yang H, Li S, Duan S, Shen Y, et al. Uvid u strukturu GSDMD otkriva osnovu autoinhibicije GSDMD u staničnoj piroptozi. 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. Autoproteoliza kaspaze-1 različito je potrebna za funkciju inflamasoma NLRP1b i NLRP3. Proc Natl Acad Sci. 2014;111(48):17254–9. https://doi.org/10.1073/pnas.141 5756111.
22. Shi J, Zhao Y, Wang Y, Gao W, Ding J, Li P, et al. Upalne kaspaze su urođeni imunološki receptori za intracelularni LPS. Priroda. 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. Aktivacija TLR-a regulira izoforme molekularnog uzorka povezane s oštećenjem koje se oslobađaju tijekom piroptoze. 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. Strukturni mehanizam za ciljanje GSDMD-a autoprocesiranim kaspazama u piroptozi. Ćelija. 2020;180(5):941–55. e920.
25. Kayagaki N, Warming S, Lamkanfi M, Walle LV, Louie S, Dong J, et al. Nekanonska aktivacija inflammasoma cilja kaspazu-11. Priroda. 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. Kaspaza-11 cijepa gasdermin D za nekanonsku inflamasomsku signalizaciju. Priroda. 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. Smanjena regulacija GSDMD-a smanjuje proliferaciju tumora putem intrinzičnog mitohondrijskog apoptotskog puta i inhibicije EGFR/Akt signalizacije i predviđa dobru prognozu kod karcinoma pluća nemalih stanica. 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. Kaspaza-1 pokreće apoptozu u odsutnosti gasdermina D. Nat Commun. 2019;10(1):1–19.
29. Lee BL, Mirrashidi KM, Stowe IB, Kummerfeld SK, Watanabe C, Haley B, et al. Apoptotski put ovisan o ASC-u i kaspazi-8- razlikuje se od inflamasoma NLRC4 u makrofagima. Sci Rep. 2018;8(1):1–12.
30. Chen KW, Demarco B, Heilig R, Shkarina K, Boettcher A, Farady CJ, et al. Ekstrinzična i intrinzična apoptoza aktiviraju pannexin-1 za pokretanje inflamasomskog skupa NLRP 3. EMBO J. 2019;38(10):e101638.
31. Demarco B, Grayczyk JP, Bjanes E, Le Roy D, Tonnus W, Assenmacher CA, et al. Cijepanje gasdermina D ovisno o kaspazi-8–8 potiče antimikrobnu obranu, ali daje osjetljivost na letalnost izazvanu TNF-om. Sci Adv. 2020.; 6(47):eabc3465.
32. Aizawa E, Karasawa T, Watanabe S, Komada T, Kimura H, Kamata R, et al. Nepotpuna piroptoza ovisna o GSDME-u dopušta selektivno oslobađanje IL-1 pod inhibicijom kaspaze-1. iScience. 2020;23(5):101070.
33. Zhang Z, Zhang Y, Xia S, Kong Q, Li S, Liu X, et al. Gasdermin E suzbija rast tumora aktiviranjem antitumorskog imuniteta. Priroda. 2020; 579 (7799): 415–20. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2071-9.
34. Li L, Li Y, Bai Y. Uloga GSDMB u piroptozi i raku. 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. Granzim A iz citotoksičnih limfocita cijepa GSDMB kako bi pokrenuo piroptozu u ciljnim stanicama. Znanost. 2020;368(6494).
36. Hou J, Zhao R, Xia W, Chang CW, You Y, Hsu JM, et al. PD-L1-posredovana ekspresija gasdermina C prebacuje apoptozu na piroptozu u stanicama raka i olakšava nekrozu tumora. 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. Novi uvidi o ulozi pokretača infekcija i upalnih bolesti. Clin Transl Immunol. 2020;9(10):e1186.
38. Wang M, Jiang S, Zhang Y, Li P, Wang K. Višestruke uloge putova piroptotičke stanične smrti u raku. Rakovi. 2019;11(9):1313. https:// doi.org/10.3390/cancers11091313.
39. Tan G, Huang C, Chen J, Zhi F. HMGB1 oslobođen iz piroptotičkih epitelnih stanica posredovanih GSDME-om sudjeluje u tumorigenezi kolorektalnog karcinoma povezanog s kolitisom putem ERK1/2 puta. J Hematol Oncol. 2020;13(1):1–11.
40. Vakkila J, Lotze MT. Upala i nekroza potiču rast tumora. 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 suzbija proliferaciju i migraciju kod karcinoma pluća nemalih stanica putem piroptoze. 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. Kemoterapeutski paklitaksel i cisplatin različito induciraju piroptozu u stanicama raka pluća A549 putem aktivacije kaspaze-3/GSDME. Apoptoza. 2019;24(3):312–25.
43. Lu H, Zhang S, Wu J, Chen M, Cai MC, Fu Y, et al. Molekularno ciljane terapije izazivaju istodobnu apoptotičku i piroptotičnu smrt tumorskih stanica ovisnu o GSDME. 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 suzbija rast stanica hepatocelularnog karcinoma i metastaze putem piroptoze posredovane upalom 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. Piroptoza je uključena u patogenezu humanog hepatocelularnog karcinoma. 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 potiče invaziju i metastaze u stanicama raka dojke. PLoS jedan. 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. Metilacija DFNA5 povećava rizik od metastaza u limfnim čvorovima kod raka dojke kod ljudi. 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. Ekspresija kaspaze-1 u tkivima raka dojke i njeni učinci na staničnu proliferaciju, apoptozu i invaziju. 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. Prekomjerna ekspresija NLRP1 povezana je s tumorigenezom i proliferacijom tumora dojke kod ljudi. 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 se regulira prema gore inaktivacijom receptora transformirajućeg faktora rasta tipa II u prisutnosti mutiranog Apc, potičući proliferaciju kolorektalnog karcinoma. PLoS jedan. 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. Aberantna metilacija promotora i tumor supresivna aktivnost gena DFNA5 u kolorektalnom karcinomu. 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. Nedostatak odsutnosti ekspresije melanoma 2 (AIM2) u tumorskim stanicama usko je povezan s lošim preživljavanjem bolesnika s kolorektalnim rakom. Int J Rak. 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. Tumorogenezu izazvanu upalom u debelom crijevu reguliraju kaspaza-1 i 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 može obnoviti ekspresiju NALP1 za suzbijanje rasta tumora kod raka debelog crijeva. 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, et al. GASDERMIN, često potisnut kod raka želuca, cilj je LMO1 u apoptotičkoj signalizaciji ovisnoj o 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. Posebna ekspresija i funkcija četiriju gena obitelji GSDM (GSDMA-D) u normalnom i malignom epitelu gornjeg probavnog sustava. Geni Kromosomi Rak. 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. Smanjena regulacija gastrina D potiče proliferaciju raka želuca reguliranjem proteina povezanih sa staničnim ciklusom. 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. Identifikacija DFNA5 kao mete epigenetske inaktivacije kod raka želuca. 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. Određivanje potencijalnih učinaka GSDME na supresiju tumora u kemijski induciranom i genetski modificiranom mišjem modelu raka crijeva. Rakovi. 2019;11(8):1214.
60. Jiang Z, Yao L, Ma H, Xu P, Li Z, Guo M, et al. miRNA-214 inhibira staničnu proliferaciju i migraciju u stanicama glioma ciljajući kaspazu 1 uključenu u piroptozu. 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. Gubitak ekspresije AIM2 potiče progresiju hepatokarcinoma kroz aktivaciju puta 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, et al. Inflammasomski senzor NLRP1 daje stečenu rezistenciju na lijekove na temozolomid u ljudskom melanomu. Rakovi. 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 potiče rast tumora pojačavanjem aktivacije inflamasoma i potiskivanjem apoptoze u metastatskom melanomu. Onkogen. 2017;36(27): 3820–30. https://doi.org/10.1038/onc.2017.26.
64. Winter RN, Kramer A, Borkowski A, Kyprianou N. Gubitak ekspresije proteina kaspaze-1 i kaspaze-3 u ljudskom raku prostate. Cancer Res. 2001.; 61(3):1227–32.
65. Wang M, Chen X, Zhang Y. Biološke funkcije gasdermina u raku: od molekularnih mehanizama do terapeutskog potencijala. Front Cell Dev Biol. 2021;9:189.
66. Yu P, Zhang X, Liu N, Tang L, Peng C, Chen X. Piroptoza: mehanizmi i bolesti. Prijenos signala 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. Analiza metilacije Gasdermina E pokazuje veliko obećanje kao biomarkera za kolorektalni karcinom. 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. Piroptoza: nova paradigma stanične smrti za borbu protiv raka. 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. Detekcija imunogene stanične smrti i njezina važnost za terapiju raka. 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. Bioortogonalni sustav otkriva antitumorsku imunološku funkciju piroptoze. Priroda. 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 je potreban za odgovor CD8+ T stanica efektora na stanice raka pluća. 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-posredovana piroptoza ciljnih stanica od strane CAR T stanica izaziva sindrom otpuštanja citokina. Sci Immunol. 2020; 5 (43).
73. Erkes DA, Cai W, Sanchez IM, Purwin TJ, Rogers C, Field CO, et al. Mutantni BRAF i MEK inhibitori reguliraju tumorsko imunološko mikrookruženje putem piroptoze. 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. Mikrovezikule napunjene metotreksatom koje potječu iz tumorskih stanica mogu ublažiti bilijarnu opstrukciju u bolesnika s ekstrahepatičnim kolangiokarcinomom. 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 aktivira put AMPK/SIRT1/NF- κB i inducira disfunkciju mitohondrija za pokretanje piroptoze stanica raka posredovane kaspazom3/GSDME. Stanični ciklus. 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. Terapeutski aktivni agonist RIG-I inducira imunogeno ubijanje stanica tumora kod raka dojke. 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. Dizajnirajte i optimizirajte Nsupstituirani EF 24 kao učinkovit i nisko toksični inhibitor NF-κB za terapiju karcinoma pluća putem prebacivanja s apoptoze na piroptozu. 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. Derivat tiopirana s niskom toksičnošću za miševe s terapeutskim potencijalom za rak pluća koji djeluje preko NF-κB posredovanog prekidača apoptoze u piroptozu. Apoptoza. 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. Piroptoza tumorskih stanica temeljena na epigenetici za pojačavanje imunološkog učinka kemoterapijskih nanonosača. 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. Novi himerni PD1- NKG2D-41BB receptor pojačava antitumorsku aktivnost NK92 stanica protiv H1299 stanica ljudskog raka pluća pokrećući piroptozu. Mol Immunol. 2020;122:200–6. https://doi.org/10.1016/j.molimm.2020.04.016.
