Caspase-1/GSDMD介导的细胞焦亡在三阴性乳腺癌顺铂抗肿瘤效应中的作用

作者：阎红琳; 袁静萍; 吴娟; 管枫; 罗斌; 吴小艳; 柯晓康; 袁修学^*

来源：中华内分泌外科杂志, 2022, 16(02): 137-143.

DOI：10.3760/cma.j.cn.115807-20211008-00302

• 细胞焦亡
• 顺铂
• 三阴性乳腺癌
• 新辅助化疗
• Caspase-1
• 焦孔素D

目的探讨Caspase-1/焦孔素D(gasdermin D, GSDMD)介导的细胞焦亡在三阴性乳腺癌(triple-negative breast cancer, TNBC)顺铂(DDP)抗肿瘤效应中的作用。方法采用HE染色和免疫组化染色检测以DDP为基础的新辅助化疗(neoadjuvant chemotherapy, NACT)前后TNBC组织的形态学改变及焦亡/凋亡通路相关蛋白的表达变化。在TNBC细胞系MDA-MB-231细胞中给予DDP处理, 观察细胞形态学改变。采用Annexin V-FITC/PI双染法流式细胞术分析DDP诱导的细胞死亡类型。采用乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase, LDH)释放实验和ELISA实验检测DDP给药后细胞培养上清液中释放的LDH及分泌的炎性因子IL-18、IL-1β的变化。采用蛋白质印记检测DDP给药后细胞中焦亡/凋亡通路相关蛋白的表达变化。在DDP给药的MDA-MB-231细胞中同时给与Caspase-1特异性抑制剂抑制焦亡效应, 或给与Caspase-3特异性抑制剂抑制凋亡效应, 通过MTT、克隆形成实验、transwell、细胞划痕实验检测对DDP抗肿瘤效应的影响。结果以DDP为基础的NACT引起的TNBC患者肿瘤组织病理学改变包括癌细胞肿胀和瘤床周围炎性细胞聚集, 更类似于焦亡样改变。焦亡途径关键分子Caspase-1和GSDMD在NACT后上调幅度均显著高于主导细胞凋亡的Caspase-3上调水平。进一步的细胞实验显示, DDP可诱导MDA-MB-231细胞呈现以细胞膜吹泡为特征的焦亡样改变。基于Annexin V-PI的流式细胞学显示DDP引起的MDA-MB-231细胞死亡类型主要为Annexin V+PI+细胞(裂解型细胞为主, 如焦亡)。此外, DDP能诱导MDA-MB-231中Caspase-1和GSDMD的显著切割活化, 同时上调上清液中LDH、IL-18和IL-1β的释放, 而主导凋亡的Caspase-3活化水平明显低于Caspase-1、GSDMD。且Caspase-1抑制剂(阻断经典的焦亡途径)对顺铂抗肿瘤效应的抑制作用明显大于Caspase-3抑制剂(阻断凋亡途径)。结论 Caspase-1/GSDMD介导的细胞焦亡在三阴性乳腺癌DDP抗肿瘤效应中可能发挥主导作用。

• 单位
  武汉大学人民医院; 基础医学院; 武汉科技大学