細(xì)胞焦亡在非小細(xì)胞肺癌中的作用及機(jī)制研究進(jìn)展

張鈺哲，劉虹汝,袁 靚，王甲正

(1.大理大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，云南 大理 671000； 2.云南省滇西抗病原植物資源篩選研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 大理 671000； 3.云南省李云慶專(zhuān)家工作站，云南 大理 671000)

0 引 言

非小細(xì)胞肺癌(Non-Small-Cell Carcinoma，NSCLC) 是肺癌中最常見(jiàn)的組織學(xué)亞型，約占肺癌總數(shù)的80%～85%，位居我國(guó)男性惡性腫瘤第一位[1].2021年，全球新發(fā)肺癌病約235萬(wàn)例，其中死亡病例約有131萬(wàn)[2].因非小細(xì)胞肺癌較高的侵襲性等病理學(xué)特點(diǎn)，及缺乏明確有效的早期篩查方案，使我國(guó)多數(shù)非小細(xì)胞肺癌患者確診時(shí)已是晚期，失去最佳手術(shù)治療時(shí)機(jī).因此，深入研究非小細(xì)胞肺癌的發(fā)生發(fā)展及診療的新策略十分重要.

細(xì)胞死亡主要分為由細(xì)胞凋亡、細(xì)胞焦亡等構(gòu)成的程序性死亡和由細(xì)胞壞死等構(gòu)成的非程序性死亡兩大類(lèi).細(xì)胞焦亡(Pyroptosis)是依賴(lài)于半胱天冬氨酸蛋白酶-1(Caspase-1)介導(dǎo)的程序性細(xì)胞死亡方式，涉及Caspase-1介導(dǎo)的典型信號(hào)途徑和Caspase-4、Caspase-5、Caspase-11介導(dǎo)的非經(jīng)典信號(hào)途徑[3].目前有研究直接或間接表明細(xì)胞焦亡為肝癌[4-6]、胃癌[7-8]、前列腺癌[9]、乳腺癌[10-12]、皮膚癌[13]等相關(guān)疾病的診斷與治療提供了重要依據(jù).近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞焦亡可通過(guò)多種途徑參與非小細(xì)胞肺癌的發(fā)展過(guò)程，提示其可能成為非小細(xì)胞肺癌診治的重要靶點(diǎn).

本文將從細(xì)胞焦亡的角度綜述當(dāng)前細(xì)胞焦亡在非小細(xì)胞肺癌發(fā)生發(fā)展的最新研究進(jìn)展，為非小細(xì)胞肺癌的治療及預(yù)后提供依據(jù).

1 細(xì)胞焦亡綜述

1.1 細(xì)胞焦亡

細(xì)胞焦亡是一種由Caspase激活、炎性因子釋放及GSDMD (Gasdermin D)裂解而誘發(fā)炎癥發(fā)生的程序性細(xì)胞死亡方式[14-16].2001年，Cookson等[15]提出了細(xì)胞焦亡的概念，來(lái)自希臘語(yǔ).“pyro”術(shù)語(yǔ)意為“發(fā)燒”；“ptosis”術(shù)語(yǔ)意為“跌倒、落下”，表明細(xì)胞焦亡是由炎癥反應(yīng)引起的細(xì)胞程序性死亡.2015年，Shi等[17]發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞焦亡由革蘭陰性菌內(nèi)毒素脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)激活Caspase-4/Caspase-5/Caspase-11，活化的Caspase-4/Caspase-5/ Caspase-11對(duì)Gasdermin家族蛋白進(jìn)行切割最終誘發(fā)細(xì)胞焦亡發(fā)生.2017年，Shi等[18]將細(xì)胞焦亡的定義重新修訂為由Gasdermin家族蛋白介導(dǎo)的程序性細(xì)胞壞死.2018年，Galluzzi等[19]將細(xì)胞焦亡的定義再次修訂為細(xì)胞焦亡是由Caspase激活且依賴(lài)于Gasdermin蛋白家族成員形成細(xì)胞質(zhì)膜膜孔的可調(diào)控細(xì)胞死亡的炎癥性活化結(jié)果.

1.2 細(xì)胞焦亡的形態(tài)學(xué)特征

細(xì)胞發(fā)生焦亡時(shí)細(xì)胞滲透性腫脹破裂且細(xì)胞膜失去完整性，這一形態(tài)學(xué)特征與其他形式的細(xì)胞死亡如壞死性凋亡、細(xì)胞壞死、細(xì)胞凋亡有著顯著區(qū)別[20](圖1和表1).雖然細(xì)胞焦亡與細(xì)胞凋亡都被認(rèn)為是一種程序性細(xì)胞死亡形式，兩者在諸多方面存在相關(guān)性：如在PS曝光、膜聯(lián)蛋白V染色、TUNEL染色、DNA損傷、染色質(zhì)凝聚、膜起泡、熱解體和凋亡體直徑(1～5μm)、Caspase-3/Caspase-6/Caspase-8/Caspase-9 激活途徑中細(xì)胞凋亡與細(xì)胞焦亡十分相似[21-26]；但在炎癥、焦亡體、完整的細(xì)胞核、孔隙形成、細(xì)胞腫脹、滲透裂解、7-AAD染色、Caspase-1/Caspase-4/Caspase-5/Caspase-11激活、Gasdermin裂解的途徑中二者則存在明顯差異[18, 27-30].

表1 不同細(xì)胞死亡形式的差異及相同點(diǎn)

1.3 細(xì)胞焦亡的分子途徑

細(xì)胞焦亡的發(fā)生包括經(jīng)典的炎癥小體通路和非經(jīng)典的炎癥小體通路[28, 31].其中，經(jīng)典的焦亡炎癥小體通路又稱(chēng)為Caspase-1依賴(lài)途徑，Caspase-1的激活是由炎癥小體介導(dǎo)的，經(jīng)典的焦亡炎癥小體由胞質(zhì)模式識(shí)別受體蛋白(Pattern Recognition Receptor，PRR)，包括核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體(Nucleotide- binding domain Leucine-rich Repeats，NLR)家族(NLRP1、NLRP3、NLRC4和AIM2)和PYHIN(PYRIN和HIN結(jié)構(gòu)域蛋白)家族]、接頭蛋白(ASC)和效應(yīng)體半胱天冬酶-1前體(Pro-Caspase-1)三部分組成[32].炎癥小體可與Caspase-1結(jié)合，將Caspase-1前體裂解成具有催化活性的Caspase-1，活化的Caspase-1切割焦亡執(zhí)行關(guān)鍵蛋白GSDMD，切割產(chǎn)生的GSDMD-N在細(xì)胞包膜形成孔隙并破壞細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓平衡，使包膜上離子失衡，導(dǎo)致細(xì)胞腫脹、裂解并死亡[33]. 此外, 活化的Caspase-1也可切割并加工IL-1β前體、IL-18前體，并將促炎癥形式的成熟體IL-1β和IL-18分泌至細(xì)胞外，介導(dǎo)細(xì)胞焦亡發(fā)生[34](圖2).

非經(jīng)典的焦亡炎癥小體通路又稱(chēng)為非Caspase-1依賴(lài)的細(xì)胞死亡方式，其主要由Caspase-4、Caspase-5、Caspase-11介導(dǎo)，不僅通過(guò)由胞質(zhì)中LPS激活Caspase-4、Caspase-5、Caspase-11后切割GSDMD-N 端引起的細(xì)胞焦亡，還可通過(guò)刺激縫隙連接蛋白-1(Pannexin-1)通道開(kāi)放，釋放ATP后致K+外排后啟動(dòng)細(xì)胞焦亡進(jìn)程[35].同時(shí)，也可通過(guò) NLRP3/ Caspase-1途徑介導(dǎo)IL-1β和IL-18的成熟和分泌[36-37].除了以上兩種焦亡途徑之外，Wang[24]和Sarhan等[38]還發(fā)現(xiàn)Caspase-3、Caspase-8也可介導(dǎo)細(xì)胞焦亡的發(fā)生(圖2).

圖2 細(xì)胞焦亡的分子途徑Fig.2 Molecular pathways of pyroptosis

2 細(xì)胞焦亡與腫瘤疾病

研究表明，細(xì)胞焦亡可通過(guò)抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲來(lái)治療腫瘤，延緩病情進(jìn)展.在惡性腫瘤等相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮極其重要的作用[39-42].石新麗等[43]發(fā)現(xiàn)，在SMMC-7721肝癌細(xì)胞中加入鼠雙微2(MDM2)拮抗劑可活化Caspase-1,并激活抑癌基因p53誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞發(fā)生焦亡，發(fā)揮抗肝癌作用.Tang等[44]研究表明，雌激素的高低可調(diào)控MAPK通路，進(jìn)而影響NLRP3炎癥小體的表達(dá)，誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞焦亡.此外，有研究發(fā)現(xiàn)，宮頸癌HeLa細(xì)胞被沙眼衣原體感染后，可導(dǎo)致胞內(nèi)K+外流，活性氧ROS水平升高，從而使NLRP3炎性小體激活Caspase-1誘導(dǎo)宮頸癌細(xì)胞焦亡[45].上述研究證明了細(xì)胞焦亡與腫瘤的相關(guān)性.因此，深入探究與細(xì)胞焦亡密切相關(guān)的Caspase家族蛋白、GSDM家族蛋白、炎癥小體及相關(guān)信號(hào)通路中的作用機(jī)理，對(duì)于我們深刻理解非小細(xì)胞肺癌發(fā)生發(fā)展的機(jī)制是十分必要的.

3 細(xì)胞焦亡與非小細(xì)胞肺癌

3.1 細(xì)胞焦亡與非小細(xì)胞肺癌研究進(jìn)展

隨著研究的不斷展開(kāi)和深入，人們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞焦亡與非小細(xì)胞肺癌的進(jìn)展存在一定的關(guān)系.GAO等[46]研究表明，在非小細(xì)胞肺癌中GSDMD呈現(xiàn)高表達(dá)與其侵襲性特征有關(guān)，當(dāng)沉默非小細(xì)胞肺癌中GSDMD時(shí)，表皮生長(zhǎng)因子受體信號(hào)減少、Caspase-3分解增加，并通過(guò)線粒體途徑促進(jìn)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞焦亡，從而可抑制腫瘤生長(zhǎng).Wang等[47]研究指出，辛伐他汀可通過(guò)激活過(guò)激活 NLRP3后使Caspase-1激活，從而介導(dǎo)經(jīng)典途徑誘導(dǎo)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞發(fā)生焦亡.Xi等[48]發(fā)現(xiàn)，GSDMD有助于肺鱗狀細(xì)胞癌和肺腺癌中細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞的殺傷.Lu等[49]研究不僅發(fā)現(xiàn)敲除DFNA5/GSDME可通過(guò)Caspase-3誘導(dǎo)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞從凋亡到焦亡的轉(zhuǎn)換，還發(fā)現(xiàn)DFNA5/GSDME基因的缺失可促進(jìn)非小細(xì)胞肺癌的耐藥性，而DFNA5/GSDME過(guò)表達(dá)時(shí)會(huì)導(dǎo)致藥物敏感性增加.大量研究表明，Caspase家族蛋白、GSDM家族蛋白、炎癥小體等相關(guān)信號(hào)通路介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡在非小細(xì)胞肺癌的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用.

此外，細(xì)胞焦亡既能抑制腫瘤細(xì)胞增殖，又能提供腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的適宜環(huán)境，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖.在非小細(xì)胞肺癌的進(jìn)展中，細(xì)胞焦亡同樣扮演著雙重角色的作用，Liu等[42]發(fā)現(xiàn)，下調(diào)LncRNA-XIST致癌基因時(shí)，可激活NLRP3炎性小體，使Caspase-1、IL-1β表達(dá)增加，進(jìn)而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞焦亡，最終抑制非小細(xì)胞肺癌的發(fā)生發(fā)展，敲除LncRNA-XIST可使miR-335/SOD2/ROS信號(hào)通路中ROS的水平增高，進(jìn)一步誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡產(chǎn)生抗腫瘤的作用；而LncRNA-XIST過(guò)表達(dá)時(shí)則可促進(jìn)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞增殖.Gao等[46]研究表明，硫氧還蛋白互作蛋白(thioredoxin-in-teracting protein，TXNIP)與NLRP3結(jié)合，通過(guò)TXNIP的過(guò)表達(dá)啟動(dòng)細(xì)胞焦亡，促進(jìn)肺相關(guān)慢性炎癥反應(yīng)；而抑制TXNIP的表達(dá)時(shí)則可減少炎癥小體的形成，抑制肺部相關(guān)慢性炎癥反應(yīng).Wang等[47]研究證明，NLRP3炎癥體的激活能夠通過(guò)Caspase-1依賴(lài)性或非依賴(lài)性焦亡途徑介導(dǎo)IL-18和IL-1β的釋放來(lái)促進(jìn)肺腺癌A549 細(xì)胞的增殖和遷移；而阻斷IL-18和IL-1β信號(hào)傳導(dǎo)，可減輕NLRP3炎性體對(duì)肺腺癌 A549 細(xì)胞增殖和遷移的影響，進(jìn)而抑制肺癌的進(jìn)展.因此，細(xì)胞焦亡相關(guān)因子有促進(jìn)和抑制非小細(xì)胞肺癌發(fā)生發(fā)展的雙重作用機(jī)制，但目前與之相關(guān)的研究相對(duì)較少，這可作為新的研究方向去深入探討細(xì)胞焦亡在非小細(xì)胞肺癌中的雙重作用，為尋求治療靶點(diǎn)奠定基礎(chǔ)(圖3).

圖3 細(xì)胞焦亡與非小細(xì)胞肺癌相關(guān)信號(hào)通路圖Fig.3 Pyroapoptosis versus non-small cell lung cancer-related signaling pathway map

3.2 基于細(xì)胞焦亡的非小細(xì)胞肺癌早期診斷

目前非小細(xì)胞肺癌早期診斷的研究熱點(diǎn)聚焦于細(xì)胞焦亡途徑的相關(guān)分子，如：Caspase家族、Gasdermin家族、炎性小體、轉(zhuǎn)錄因子NF-κB和線粒體等相關(guān)蛋白.

3.2.1 Caspase-1及Gasdermin家族與非小細(xì)胞肺癌早期診斷

半胱氨酸裂解的Caspase-1不僅會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡，還會(huì)裂解促炎細(xì)胞因子，如IL-1β和 IL-18以及GSDMD[33,50].白花蛇舌草加半枝蓮?fù)ㄟ^(guò)激活NLRP3/NF-κB/MAPK信號(hào)通路誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡進(jìn)而抑制非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的增殖和遷移[51].順鉑通過(guò)激活Caspase-3/GSDME誘導(dǎo)非小細(xì)胞肺癌A549細(xì)胞焦亡[33].因此，Caspase-1及GSDMD的激活在誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡方面起著重要作用，可作為非小細(xì)胞肺癌的早期診斷的重要標(biāo)記物.

3.2.2 NLRP3與非小細(xì)胞肺癌早期診斷

炎癥小體NLRP3不僅可被多種病原體及致病分子識(shí)別激活[52]，也可通過(guò)經(jīng)典細(xì)胞焦亡途徑來(lái)激活Caspase,并釋放促炎因子IL-1β誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡.Ma等[53]發(fā)現(xiàn)，紅景天苷 (SAL)通過(guò)AMP活化蛋白激酶 (AMPK)[adenosine 5′-monophosphate (AMP)- activated protein kinase，AMPK]依賴(lài)性抑制NLRP3炎性小體進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡發(fā)生，抑制肺癌細(xì)胞A549增殖和遷移.而杜衛(wèi)華等[54]指出，NLRP3過(guò)表達(dá)時(shí)非小細(xì)胞肺癌A549細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力也隨之增強(qiáng).另外，Wang等[55]發(fā)現(xiàn)，炎性小體AIM2不僅作用于固有免疫細(xì)胞，還可在平滑肌細(xì)胞及血管內(nèi)皮細(xì)胞等細(xì)胞中產(chǎn)生應(yīng)答激活，其羧基末端的HIN-200結(jié)構(gòu)域可與DNA結(jié)合發(fā)生構(gòu)象變化，激活Caspase-1的活性，釋放下游炎性因子IL-1β和IL-18，最終誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡.Yu等[56]研究表明，敲低AIM2的表達(dá)，可促使非小細(xì)胞肺癌A549細(xì)胞和NCI-H460細(xì)胞中Caspase-1激活和IL-1β成熟，降低G2/M期的細(xì)胞活性，抑制A549和NCI-H460細(xì)胞的遷移和侵襲能力，而AIM2過(guò)表達(dá)時(shí)則作用相反.此外，Zhang等[57]證明，上調(diào)AIM2的表達(dá)時(shí)，AIM2將以炎性依賴(lài)方式通過(guò)AIM2/IL-1β/STAT3 信號(hào)通路促進(jìn)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的生長(zhǎng).由此推斷，調(diào)控焦亡的炎癥小體NLRP3和AIM2可能成為非小細(xì)胞肺癌早期診斷的新靶標(biāo)或潛在調(diào)節(jié)因子.

3.2.3 NF-kB與非小細(xì)胞肺癌早期診斷

轉(zhuǎn)錄因子NF-κB的激活與癌癥的發(fā)展密切相關(guān).Resibufogenin等藥物可通過(guò)ROS介導(dǎo)的NF-κB抑制Caspase-1依賴(lài)性細(xì)胞焦亡的發(fā)生，延緩非小細(xì)胞肺癌病程進(jìn)展[58].據(jù)報(bào)道，Polyphyllin VI和Casticin 可激活NF-κB和Caspase-1依賴(lài)性細(xì)胞焦亡的發(fā)生[59].說(shuō)明轉(zhuǎn)錄因子NF-κB不僅有抗癌作用，還可激活細(xì)胞焦亡促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和侵襲.因此，調(diào)節(jié)NF-κB活性可能成為非小細(xì)胞肺癌早期診斷的新靶標(biāo)[60-60].

3.2.4 線粒體與非小細(xì)胞肺癌早期診斷

Huang等[62]研究發(fā)現(xiàn)， LPS刺激內(nèi)皮細(xì)胞中GSDMD的裂解將導(dǎo)致 GSDMD-NT在線粒體上的濃度改變，推測(cè)可能會(huì)穿透線粒體膜，線粒體上的GSDMD-NT孔形成將mtDNA釋放到胞質(zhì)中，可被細(xì)胞質(zhì)DNA傳感器cGAS檢測(cè)到.在與mtDNA結(jié)合后，cGAS產(chǎn)生二級(jí)信使cGAMP，由接頭蛋白STING檢測(cè).通過(guò)cGAMP結(jié)合激活STING抑制了YAP1易位進(jìn)入細(xì)胞核，阻止了促進(jìn)細(xì)胞增殖的基因的轉(zhuǎn)錄上調(diào).另有研究指出，致病性耶爾森氏菌(Yersinia)不僅可抑制線粒體活化蛋白激酶(MAPK)，也可被TLR4識(shí)別，TLR4通過(guò)RIP1發(fā)出信號(hào)，形成由 RIP1、Caspase-8和FADD組成的細(xì)胞死亡復(fù)合物，通過(guò)Caspase11驅(qū)動(dòng)GsdmD切割和激活進(jìn)一步導(dǎo)致細(xì)胞焦亡[38].此外，線粒體醛脫氫酶2(ALDH2)過(guò)表達(dá)可減少活性氧物種(ROS)的產(chǎn)生，并通過(guò)抑制細(xì)胞中NLRP3激酶和 Caspase1的激活來(lái)緩解高糖引起的細(xì)胞焦亡[63](圖4).以上研究表明，線粒體可誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡，將為確定非小細(xì)胞肺癌早期診斷的新靶標(biāo)帶來(lái)潛在的研究?jī)r(jià)值.

圖4 線粒體誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡途徑Fig.4 The pathway of Mitochondria-induced pyroptosis

綜上，細(xì)胞焦亡途徑中的Caspase家族、Gasdermin家族、NLRP3和AIM2炎性小體、轉(zhuǎn)錄因子NF-κB和線粒體等相關(guān)蛋白有望成為非小細(xì)胞肺癌的早期診斷的有效切入點(diǎn).

3.3 基于細(xì)胞焦亡的非小細(xì)胞肺癌藥物治療

基于文獻(xiàn)檢索，將細(xì)胞焦亡激活途徑中所涉及的Caspase-1、NLRP3、GSDMD、IL-1β、IL-18和 κB等分子靶點(diǎn)在非小細(xì)胞肺癌藥物治療中的作用進(jìn)行分析(表2).

表2 細(xì)胞焦亡相關(guān)靶點(diǎn)及其機(jī)制與非小細(xì)胞肺癌藥物治療的關(guān)系

3.3.1 Caspase-1 與非小細(xì)胞肺癌藥物治療

Caspases是一組存在于細(xì)胞質(zhì)中具有類(lèi)似結(jié)構(gòu)的蛋白酶家族，參與先天免疫應(yīng)答、調(diào)節(jié)細(xì)胞死亡和炎癥反應(yīng)[29].黃輝[64]發(fā)現(xiàn)，增加二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid，DHA)可激活NLRP3-Caspase-1 -Gasdermin D 信號(hào)通路中Caspase-1和IL-18的表達(dá)，誘導(dǎo)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞發(fā)生焦亡，抑制腫瘤的進(jìn)展.Song等[65]觀察到，納米氧化鋅與非小細(xì)胞肺癌A549 細(xì)胞接觸后，通過(guò)激活Caspase-1致胞內(nèi)胞漿酶乳酸脫氫酶釋放并使IL-1β升高，誘導(dǎo)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞發(fā)生焦亡.說(shuō)明Caspase-1參與非小細(xì)胞肺癌中的炎癥反應(yīng),并促進(jìn)了細(xì)胞發(fā)生焦亡.以上研究提示，Caspase-1在細(xì)胞焦亡激活途徑中起著調(diào)控炎癥小體的組成和下游相關(guān)基因的重要作用，可作為非小細(xì)胞肺癌臨床診斷與治療的的靶點(diǎn).

3.3.2 NLRP3 與非小細(xì)胞肺癌藥物治療

NLRP3炎性小體是固有免疫的重要組分，在多種疾病過(guò)程中都發(fā)揮了關(guān)鍵作用[66].Zhang等[67]發(fā)現(xiàn)，通過(guò)pcDNA3.1-p53轉(zhuǎn)染提高抑癌基因p53水平，p53過(guò)表達(dá)增加焦磷酸化水平，使mRNA和蛋白質(zhì)水平上的NLRP3、ASC和裂解的Caspase-1上調(diào)，促使非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞焦亡.Xie等[68]的研究表明，槐耳提取物處理的肺癌H520細(xì)胞和H358細(xì)胞中NLRP3、Caspase-1、IL-1β和IL-18的表達(dá)水平均高于未處理組,并可誘導(dǎo)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞焦亡.Zou等[69]研究了虎杖苷以劑量依賴(lài)性方式下調(diào)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞中NLRP3、Pro- Caspase-1和Caspase-1的表達(dá)，通過(guò)抑制NLRP3炎性小體的活性誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡來(lái)抑制非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移.Yuan等[70]發(fā)現(xiàn)，甜瓜花梗中提取的葫蘆素B(Cucurbitacin B)不僅與Toll 樣受體4 (TLR4) 結(jié)合以激活NLRP3炎性體導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞焦亡，也可增強(qiáng)非小細(xì)胞肺癌腫瘤細(xì)胞中線粒體活性氧(ROS)的產(chǎn)生和Ca2+導(dǎo)致非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞焦亡.因此，NLRP3炎性小體可能成為非小細(xì)胞肺癌治療的新策略.

3.3.3 GSDMD與非小細(xì)胞肺癌藥物治療

GSDMD是炎性Caspase誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡的直接作用分子，GSDMD家族蛋白的N端結(jié)構(gòu)域具有在膜上打孔進(jìn)而誘發(fā)細(xì)胞焦亡的作用[27].有研究表明，化療藥物順鉑與紫杉醇相比，順鉑在非小細(xì)胞肺癌A549細(xì)胞中誘導(dǎo)更高水平細(xì)胞焦亡，表明順鉑可能在治療具有高水平GSDME表達(dá)的非小細(xì)胞肺癌中具有額外的優(yōu)勢(shì)[33].此外，研究顯示非小細(xì)胞肺癌患者的肺癌組織中GSDMD蛋白表達(dá)水平高于癌旁組織，給予GSDMD抑制劑可阻礙EGFR/Akt信號(hào)通路，誘導(dǎo)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞焦亡抑制腫瘤增殖[46].因此，在非小細(xì)胞肺癌的治療中，抑制 GSDMD相關(guān)的信號(hào)傳導(dǎo)，可誘導(dǎo)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞發(fā)生焦亡，最終延緩病情發(fā)展.

3.3.4 IL-1β和IL-18與非小細(xì)胞肺癌藥物治療

在細(xì)胞焦亡中，Caspase-1可切割和加工IL-1β前體和IL-18前體,并將成熟體IL-1β和IL-18分泌至細(xì)胞外，介導(dǎo)細(xì)胞焦亡發(fā)生. Wang等[47]發(fā)現(xiàn)，辛伐他汀通過(guò)濃度依賴(lài)性方式激活NLRP3、Caspase-1，以及成熟形式的IL-1β和IL-18來(lái)誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡抑制非小細(xì)胞肺癌腫瘤的生長(zhǎng)；還發(fā)現(xiàn)辛伐他汀的抗癌特性有可能會(huì)提高非小細(xì)胞肺癌的治療效果，減少其他藥物的劑量，起到減毒增效的作用.這些表明IL-1β和IL-18參與的細(xì)胞焦亡與非小細(xì)胞肺癌的治療存在一定聯(lián)系，因此，可通過(guò)調(diào)控炎癥介質(zhì)為突破口，如過(guò)表達(dá)或抑制Caspase的活性、阻滯IL-1β受體來(lái)誘導(dǎo)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞焦亡，有助于開(kāi)發(fā)新穎的非小細(xì)胞肺癌診療標(biāo)志物.

3.3.5 NF-κB與非小細(xì)胞肺癌藥物治療

NF-κB在細(xì)胞的炎癥反應(yīng)、免疫應(yīng)答等過(guò)程中起到關(guān)鍵性作用，可使IL-1β前體和IL-18前體分泌和活化，也可促進(jìn)NLRP3的表達(dá)進(jìn)而合成炎癥小體誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡的發(fā)生[71].Teng等[59]揭示了皂苷polyphyllin VI(PPVI)可通過(guò)Caspase-1與ROS/NF-κB/NLRP3/GSDMD信號(hào)軸激活Caspase-1來(lái)誘導(dǎo)肺癌A549和H1299細(xì)胞焦亡抑制非小細(xì)胞肺癌的進(jìn)展.Li等[72]研究表明，新型胡椒長(zhǎng)胺 (PL) 類(lèi)似物 L50377可在2.5μmol/L的濃度下誘導(dǎo)了大量的ROS，通過(guò)處理ROS抑制劑(NAC)可以降低L50377的活性，表明L50377 通過(guò)ROS介導(dǎo)的NF-κB抑制誘導(dǎo)非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞焦亡.這提示NF-κB參與了非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞焦亡，這可作為一個(gè)新的研究方向去深入探討NF-κB在非小細(xì)胞肺癌的治療中的作用.

上述結(jié)果提示，從細(xì)胞焦亡途徑密切相關(guān)的Caspase-1、GSDMD、NLRP3、IL-1β、IL-18和NF-κB等相關(guān)信號(hào)通路入手，靶向針對(duì)細(xì)胞焦亡可挖掘出非小細(xì)胞肺癌治療的新靶點(diǎn).

4 結(jié)語(yǔ)與展望

綜上所述，細(xì)胞焦亡是一種由Caspase激活、炎性因子釋放及GSDMD裂解而誘發(fā)炎癥發(fā)生，以膜穿孔、細(xì)胞腫脹、膜破裂及細(xì)胞內(nèi)容物釋放為特征的程序性細(xì)胞死亡方式.細(xì)胞焦亡作為一種促炎性程序性細(xì)胞死亡方式與非小細(xì)胞肺癌的發(fā)生發(fā)展及診治密切相關(guān).本文綜述了與細(xì)胞焦亡密切相關(guān)的Caspase家族蛋白、GSDM家族蛋白、炎癥小體及線粒體等相關(guān)信號(hào)通路在非小細(xì)胞肺癌中發(fā)生發(fā)展中的作用和機(jī)制，并分析了細(xì)胞焦亡激活途徑中所涉及的Caspase-1、NLRP3、GSDMD、IL-1β、IL-18和NF-κB等關(guān)鍵靶點(diǎn)的藥物如二十二碳六烯酸、納米氧化鋅、槐耳提取物、虎杖苷、葫蘆素B、GSDMD 抑制劑、辛伐他汀等在非小細(xì)胞肺癌治療中的作用.發(fā)現(xiàn)細(xì)胞焦亡途徑中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)的調(diào)控均可在非小細(xì)胞肺癌的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重要作用，可為非小細(xì)胞肺癌由慢性炎癥誘發(fā)細(xì)胞癌變提供理論基礎(chǔ)，將與細(xì)胞焦亡關(guān)聯(lián)的靶點(diǎn)作為非小細(xì)胞肺癌治療新策略提供有效依據(jù).

雖然已有研究顯示細(xì)胞焦亡與非小細(xì)胞肺癌的發(fā)生發(fā)展及診療有著一定的關(guān)系，但其研究還處于初級(jí)階段，仍有諸多亟待解決的問(wèn)題.首先，細(xì)胞焦亡在非小細(xì)胞肺癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中相關(guān)的上下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路蛋白，及其詳細(xì)的作用機(jī)制尚未明確，有待進(jìn)一步深入探究.其次，細(xì)胞焦亡不僅可引起慢性腫瘤細(xì)胞壞死，加速腫瘤的發(fā)展最終惡化病情；也可誘導(dǎo)急性炎癥增強(qiáng)免疫反應(yīng)抑制腫瘤發(fā)展進(jìn)而延緩病情.因此，如何平衡細(xì)胞焦亡的發(fā)生值得我們更深入細(xì)致地研究.最后，目前細(xì)胞焦亡引發(fā)非小細(xì)胞肺癌的靶向治療藥物雖在細(xì)胞和動(dòng)物模型中被不斷證實(shí)，但應(yīng)用于臨床的較少.如果在非小細(xì)胞肺癌的治療過(guò)程中促進(jìn)腫瘤細(xì)胞發(fā)生焦亡，同時(shí)抑制正常細(xì)胞及免疫細(xì)胞死亡，便可起到清除癌細(xì)胞和保護(hù)正常組織的作用，進(jìn)而控制并延緩病情的發(fā)生發(fā)展，最終提高疾病的治愈率.因此，進(jìn)一步深入研究細(xì)胞焦亡的信號(hào)通路、調(diào)控機(jī)制和病理意義，這對(duì)非小細(xì)胞肺癌的早期診斷及治療預(yù)后提供扎實(shí)的理論依據(jù).