NLRP3激活通过结直肠癌细胞促进cGAS/STING信号通路增强抗肿瘤免疫

【字体: 时间:2025年06月08日 来源:Cancer Immunology, Immunotherapy 4.6

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  这篇研究揭示了结直肠癌(CRC)中NLRP3炎症小体与cGAS/STING通路的新型协同机制:NLRP3特异性激活通过正反馈环路增强cGAS/STING信号,促进CD8+ T细胞介导的抗肿瘤免疫,为微卫星不稳定(MSI)和染色体不稳定(CIN)型CRC的免疫治疗耐药性提供了突破性策略。

  

NLRP3激活通过结直肠癌细胞促进cGAS/STING信号通路增强抗肿瘤免疫

NLRP3刺激增强CRC细胞中的cGAS/STING信号
研究团队通过构建微卫星不稳定(MSI)和染色体不稳定(CIN)的小鼠MC38结直肠癌(CRC)细胞模型,发现NLRP3激动剂ATP或BMS-986299与cGAS/STING激动剂2’,3’-cGAMP(cGAMP)联用可显著增强STING、TBK1和NF-κB的激活。这种协同作用通过Western blot和qPCR验证,且依赖NLRP3特异性siRNA的敲除。值得注意的是,双刺激还显著提升趋化因子CCL5和CXCL10的表达及活性氧(ROS)生成,而NLRP3的促炎产物IL18并未增强该效应,提示其作用独立于经典炎症小体下游信号。

机制解析:caspase-1非依赖的正反馈环路
敲除STING(MSIStingKD
)不仅消除cGAS/STING信号增强,还降低NLRP3通路产物pro-IL18和caspase-1水平,证实双向调控。有趣的是,caspase-1抑制剂YVAD未影响NLRP3对cGAS/STING的增强作用,表明该过程不依赖经典炎症小体活化。对比实验显示,AIM2炎症小体激动剂poly(dA:dT)虽单独激活STING通路,但无协同效应;TLR5激动剂鞭毛蛋白则完全无效,凸显NLRP3作用的独特性。

NLRP3促进CD8+
T细胞抗肿瘤免疫

在OVA抗原模型中,双刺激的MSI和CIN CRC细胞激活OT-I CD8+
T细胞的能力远超单药处理,且该效应在STING敲除细胞中消失。体内实验进一步验证:皮下移植瘤显示pSTING与NLRP3表达呈强正相关,且与肿瘤体积负相关;原位结肠癌模型中,NLRP3抑制剂MCC950显著抑制CD8+
T细胞浸润,而STING激动剂ADU-S100联合抗PD1增强疗效。

临床相关性:人类CRC类器官与TCGA数据
源自患者的原代类器官实验证实,MLH1敲除(MSI模型)的类器官在双刺激下高表达CCL5/CXCL10。TCGA数据分析显示,MSI型CRC中STING和NLRP3 mRNA水平显著高于CIN型,且二者表达与CD8A呈正相关,但仅限肿瘤细胞而非免疫细胞,强调CRC细胞自主调控的关键性。

讨论与展望
该研究颠覆了NLRP3促肿瘤炎症的传统认知,揭示其在CRC细胞中通过非经典途径放大cGAS/STING介导的抗肿瘤免疫。这种细胞类型特异性效应为靶向递送NLRP3激动剂至肿瘤细胞提供了理论依据,有望克服CIN CRC的免疫治疗耐药性。未来需深入解析ROS或线粒体DNA损伤是否参与这一正反馈环路,并开发精准调控策略以平衡抗肿瘤免疫与炎症副作用。

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