当坏死性凋亡碰撞肿瘤免疫 | MedChemExpress
什么是坏死性凋亡
细胞死亡可分为两种模式：调节性细胞死亡 (RCD) 和意外细胞死亡(ACD)。具有代表性的 RCD 是细胞凋亡，细胞凋亡 (apoptosis) 是指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序的死亡 (见推文: 细胞凋亡——如何检测？速戳!)，相反，非生理刺激，如物理、机械和化学应力等外界因素诱导的被动和非程序性的坏死(necrosis) 是 ACD 的代表。
坏死性凋亡 (necroptosis) 综合了两者 (坏死和凋亡) 的特点，期间，可以观察到细胞器肿胀、细胞膜破裂，细胞质和细胞核的分解等形态学变化，是一种受到调控的细胞坏死过程，又被称为程序性坏死。
坏死性凋亡的分子机制
不同于凋亡过程，坏死性凋亡的调控过程不依赖于 Caspase 活性，其基本分子机制由两种受体相互作用蛋白激酶 (RIPK1 和 RIPK3) 和混合谱系激酶结构域样假激酶 (MLKL) 组成。RIPK3 调控 MLKL 磷酸化，诱导其寡聚化，易位至质膜并在质膜上产生孔复合体，导致 DAMPs (damage associated molecular patterns) 的分泌、细胞肿胀和膜破裂。
图1. 坏死性凋亡机制图[1]
坏死性凋亡与抗肿瘤免疫
研究认为：肿瘤细胞发生坏死是为其增殖和转移创造有利环境的自我牺牲策略，但坏死性凋亡在大多数情况下发挥肿瘤抑制作用。2016 年，Aaes 等人首次确认肿瘤中的坏死性凋亡是一种免疫原性细胞死亡。在 Vaccination with Necroptotic Cancer Cells Induces Efficient Anti-tumor Immunity一文中，Aaes 等人将发生坏死性凋亡的肿瘤细胞制成预防性疫苗提前注射给小鼠，发现预防性疫苗的预处理抑制了小鼠的肿瘤生长，这表明发生坏死性凋亡的肿瘤细胞本身具有免疫原性，可刺激适应性免疫系统。Aaes 等人还指出，发生坏死性凋亡的肿瘤细胞可诱导树突状细胞的成熟、细胞毒性 T 细胞的交叉启动以及 IFN-γ 的产生。
2021 年 8 月 21 日，来自韩国的 You-Sun Kim 团队，在 Molecular Cancer 上发表了题为 RIPK3 activation induces TRIM28 derepression in cancer cells and enhances the anti-tumor microenvironment的研究性论文，研究人员采用 TAP-MS 方法，结合 RNA 测序 (RNA-Seq) 数据集分析，确定了 TRIM28 是在坏死性凋亡过程中调节转录活性的共抑制因子。活化的 RIPK3 磷酸化 TRIM28，抑制TRIM28 的染色质结合活性，从而促进 NF-κB 和其他转录因子 (如 SOX9) 的反式激活。这些最终导致细胞因子表达升高，然后增强免疫调节过程，例如树突状细胞成熟等。总之，RIPK3 的表达与各种肿瘤类型的肿瘤浸润性免疫细胞群呈显著正相关，从而激活抗肿瘤免疫反应。
图 2. RIPK3/TRIM28 激活介导免疫刺激细胞因子的产生[2]
2022 年 5 月 25 日，肿瘤免疫领域又有了关于坏死性凋亡的新发现。在Nature 杂志发表的题为 ADAR1 masks the cancer immunotherapeutic promise of ZBP1-driven necroptosis的论文中，研究指出，DNA 的右旋状态 (B-DNA)是生物体中存在的最常见的状态，在特殊情况下，B-DNA 翻转形成“畸形”的左旋状态，即 Z-DNA。ADAR1(RNA 腺苷脱氨酶1)和ZBP1 (Z-DNA 结合蛋白) 都可特异性识别 Z-DNA 并与之结合。ADAR1 通过抑制免疫原性双链 RNA (dsRNA) 来阻断免疫检查点抑制剂 (ICB) 的作用，而 ZBP1 可驱动肿瘤细胞发生坏死性凋亡。
CBL0137 可触发细胞中左旋 Z-DNA 的形成，激活癌症相关成纤维细胞中的 ZBP1 依赖性坏死性凋亡途径。CBL0137 在癌症相关的成纤维细胞中诱导 ZBP1 依赖的坏死性凋亡，并且无论导致癌症的突变如何，CBL0137 都可杀死支持肿瘤生长的成纤维细胞，并在黑色素瘤的小鼠模型中逆转了 ICB 的无反应性。
图 3. CBL0137 诱导 ZBP1 依赖的坏死性凋亡[4]
CBL0137 激活 ZBP1 依赖的细胞核坏死性凋亡：通过诱导 Z-DNA 累积进而触发了 ZBP1、RIPK3 和 MLKL 之间的反应。
坏死性凋亡的检测方式
坏死性凋亡的检测，关键的挑战在于将它与凋亡和坏死区分开。很多情况下，凋亡、坏死、坏死性凋亡等不同的死亡方式会同时存在于细胞群中。因此，细胞死亡的检测要辅以实时的形态分析以及死亡通路的抑制或敲除。同时，找对采样的时间点也很关键。
■ 形态变化
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