作為關鍵的免疫檢查點，程序性死亡配體1(PD-L1)通過與其受體-細胞膜上的程序性細胞死亡蛋白1(PD-1)相互作用來抑制抗腫瘤免疫。阻斷PD-L1/PD-1相互作用可顯著增強抗腫瘤免疫應答，是癌症治療的重大突破。但核PD-L1（nPD-L1）的功能和易位機制目前尚不明確。
Caspase-1、-4、-5或-11切割Gasdermin D(GSDMD)是典型的焦亡通路。最近的研究表明，選擇性地將活性的Gasdermin蛋白運送到癌細胞或在癌細胞中對Gasdermin B(GSDMB)和GSDME進行顆粒酶導向的切割可以誘導強大的抗腫瘤免疫，提示我們可通過誘導腫瘤細胞焦亡來進行抗癌治療。
2020年9月14號，美國德克薩斯大學安德森癌症中心的洪明奇（Mien-Chie Hung）課題組在Nature Cell Biology發表了題為PD-L1-mediated gasdermin C expression switches apoptosis topyroptosis in cancer cells and facilitates tumour necrosis的研究論文，該研究首次發現nPD-L1 / GSDMC / caspase-8介導癌細胞焦亡，從而導致腫瘤壞死。
DOI:10.1038/s41556-020-0575-z
為了研究nPD-L1的生理作用，研究人員篩選了可能影響nPD-L1在MDA-MB-231細胞中表達水平的刺激物，包括應激，自噬，細胞因子，臨床藥物和PD-L1抗體。結果表明，低氧處理72小時可誘導大量的PD-L1分子進入細胞核。
隨後，研究人員檢測MDA-MB-231細胞中p-Y705-Stat3與PD-L1之間是否有相互作用。發現p-Y705-Stat3與PD-L1發生物理相互作用，並且該相互作用需要PD-L1的胞內結構域參與。並且，Stat3-Y705F突變體穩定表達的細胞中，PD-L1的核易位明顯受損。儘管PD-L1和p-Y705-Stat3在胞質相互結合，但用importin α和β抑制劑伊維菌素處理可以抑制PD-L1核轉位。
MDA-MB-231細胞中的PD-L1 / P-Y705-Stat3相互作用
接下來，研究人員發現，包括肺癌，乳腺癌，肝癌和卵巢癌以及黑色素瘤在內的多種癌細胞均可發生細胞焦亡，抑制磷酸化的Stat3可以有效的阻止PD-L1入核。另外，在缺氧條件下，在腫瘤細胞中nPD-L1與磷酸化的Stat3結合，將TNFα誘導的凋亡切換為焦亡。
nPD-L1將TNFα誘導的焦亡切換為焦磷酸化
研究人員量化了表達PD-L1-NES的MDA-MB-231細胞中所有六個gasdermins的mRNA水平，以確定gasdermin家族的成員是否參與nPD-L1介導的細胞焦亡。結果表明nPD-L1 / p-Y705-Stat3複合體在缺氧條件下與GSDMC啟動子的Stat3結合位點結合，從而轉錄激活GSDMC。TNF-alpha激活了腫瘤細胞中的Caspase-8，後者隨之在D365位胺基酸處切割GSDMC，被釋放的GSDMC氨基端自動整合於細胞膜上，形成的洞最終導致細胞漲破。
Caspase-8切割GSDMC誘導細胞焦亡
最後，體內實驗顯示，抑制核PD-L1介導的細胞焦亡通路可以顯著緩解腫瘤壞死症狀，並延長荷瘤小鼠的生存期。研究人員還發現抗生素類化療藥可誘導nPD-L1和GSDMC的表達以及caspase-8的激活，從而導致癌細胞的焦亡，影響PD-L1 +或GSDMC +癌症患者的抗腫瘤免疫力和預後。
GSDMC，nPD-L1和caspase-8是TNFα引起的缺氧區域腫瘤壞死所必需的
迄今為止，大多數PD-L1的研究都聚焦在其免疫檢查點的功能。該研究首次闡明了腫瘤壞死需要nPD-L1、caspase-8和GSDMC的參與，揭示了與巨噬細胞焦亡截然不同的腫瘤細胞的焦亡通路。並提出抗生素類化療藥可在PD-L1 +或GSDMC +乳腺腫瘤的治療中增強抗腫瘤免疫力，為後續的腫瘤治療提供了重要參考。
參考資料：
[1] PD-L1-mediated gasdermin C expression switches apoptosis to pyroptosis in cancer cells and facilitates tumour necrosis.
來源：生物探索