综述:从机制到标志物:细胞焦亡在革新甲状腺癌治疗中的作用

【字体: 时间:2025年10月09日 来源:Cell Death Discovery 7

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  本综述系统探讨了细胞焦亡(pyroptosis)在甲状腺癌(TC)中的双重作用机制及其治疗潜力。文章重点阐述了焦亡通过炎症小体(inflammasome)、半胱天冬酶(caspase)和Gasdermin家族蛋白(如GSDMD、GSDME)等关键分子,在肿瘤抑制与促进中的复杂角色,并揭示了其与BRAF、PI3K-AKT等信号通路的交互作用。作者总结了靶向焦亡的药物(如ibuprofen、Dabrafenib-Trametinib)及生物标志物(如CASP6、GSDMB)的研究进展,为开发甲状腺癌新型治疗策略提供了重要见解。

  

引言

甲状腺癌(Thyroid Cancer, TC)是全球最常见的内分泌恶性肿瘤,其发病率在过去几十年中持续上升,尤其以乳头状甲状腺癌(Papillary Thyroid Cancer, PTC)为主。尽管大多数甲状腺癌患者预后良好,但部分亚型如未分化甲状腺癌(Anaplastic Thyroid Carcinoma, ATC)具有高度侵袭性,生存率极低。当前治疗手段包括手术切除、放射性碘治疗、靶向治疗和免疫治疗,然而复发和耐药性问题仍亟待解决。细胞焦亡(pyroptosis)作为一种程序性细胞死亡形式,因其在肿瘤发生与发展中的双重作用而备受关注。本综述系统总结了细胞焦亡在甲状腺癌中的机制、治疗靶点及预后标志物作用,为开发新型治疗策略提供理论基础。

细胞焦亡的机制

细胞焦亡是一种炎症性程序性细胞死亡,其特征是细胞膜孔洞形成、膜破裂、细胞肿胀及细胞内容物释放。释放的因子如白细胞介素-1β(IL-1β)和白细胞介素-18(IL-18)可放大炎症效应并激活免疫反应。细胞焦亡主要通过以下四种信号通路介导:
  1. 1.
    经典炎症小体通路(caspase-1依赖性):由模式识别受体(PRRs)如NLRP3识别病原体相关分子模式(PAMPs)或损伤相关分子模式(DAMPs)后,激活caspase-1,进而切割Gasdermin D(GSDMD)并释放IL-1β和IL-18,诱发焦亡。
  2. 2.
    非经典通路(caspase-4/5/11依赖性):由脂多糖(LPS)直接激活caspase-4/5/11,切割GSDMD并诱导钾离子外流,进而激活NLRP3炎症小体。
  3. 3.
    凋亡caspase介导通路(caspase-3/8依赖性):caspase-3激活后可切割Gasdermin E(GSDME),其N端片段在细胞膜上形成孔洞,导致焦亡。caspase-8亦可直接切割GSDMD或GSDME,或通过激活caspase-3间接诱导焦亡。
  4. 4.
    颗粒酶介导通通路:细胞毒性淋巴细胞释放的颗粒酶A(granzyme A)切割GSDMB,颗粒酶B(granzyme B)直接切割GSDME或通过激活caspase-3诱导焦亡。

细胞焦亡在甲状腺癌中的作用

细胞焦亡在甲状腺癌中扮演双重角色:一方面,其释放的炎症因子可能促进肿瘤生长和转移;另一方面,焦亡可直接杀死肿瘤细胞并激活免疫反应,从而抑制肿瘤。关键分子包括:
  • IL-1β:作为焦亡下游效应因子,IL-1β在甲状腺癌中既可能促进肿瘤生长,也可能诱导生长停滞和分化。其血清水平与PTC预后相关。
  • Caspase-1:通过激活GSDMD促进焦亡,在甲状腺癌中主要发挥抑癌作用。例如,TRAIL可通过caspase-1诱导甲状腺癌细胞焦亡。
  • HMGB1:作为焦亡调节因子,HMGB1表达水平与甲状腺癌淋巴结转移和侵袭性相关。BRAF突变可能通过MAPK信号通路下调HMGB1表达。
  • GSDME:caspase-3切割GSDME后诱导焦亡,在甲状腺癌治疗中具有重要意义。多种药物(如apatinib、melittin、Alantolactone)通过激活GSDME依赖的焦亡发挥治疗作用。

靶向细胞焦亡的治疗策略

针对细胞焦亡的药物治疗为甲状腺癌提供了新方向:
  • Ibuprofen:通过激活ASC和NLRP3炎症小体,诱导GSDMD依赖的焦亡,抑制甲状腺肿瘤生长。
  • Dabrafenib-Trametinib(D-T):针对BRAF突变的联合疗法,通过激活caspase-3和GSDME切割诱导焦亡,显著改善患者生存率。
  • Ruxolitinib:作为JAK抑制剂,通过下调DRP1表达和激活caspase-3/GSDME通路诱导焦亡,抑制甲状腺癌进展。
  • Alantolactone(ATL):通过增加线粒体ROS活性,激活caspase-3通路,诱导GSDME依赖的焦亡和凋亡。
  • Carboplatin:低剂量即可诱导caspase-3/8/12依赖的焦亡,增强化疗敏感性。
  • PD-1/PD-L1抑制剂:通过上调GSDMC表达并激活caspase-8,诱导焦亡,改善免疫治疗反应。

细胞焦亡相关预后标志物

细胞焦亡相关基因与甲状腺癌预后密切相关:
  • CASP6:高表达与淋巴结转移和肿瘤分期相关,预示不良预后。
  • GSDMB:高表达与肿瘤转移和不良预后相关。
  • IL-18:高表达与较长无病生存期相关,可能抑制肿瘤生长。
  • PYCARD(ASC):上调与不良预后相关,可能通过炎症小体激活促进肿瘤进展。
  • Siglec-15:高表达抑制焦亡并促进免疫逃逸,与不良预后相关。
  • PRKACA:mRNA表达水平在PTC中显著升高,可作为早期诊断标志物。

结论与展望

细胞焦亡在甲状腺癌中的作用复杂而双重,既可能促进肿瘤发生,也可能通过免疫激活抑制肿瘤。靶向焦亡通路的关键分子(如GSDME、caspase-1)和信号通路(如MAPK、PI3K-AKT)为甲状腺癌治疗提供了新策略。然而,当前研究仍存在局限性,如GSDMD调控机制不明、BRAF突变患者治疗受限等。未来研究需深入探索焦亡的上下游信号网络,开发精准治疗策略,并验证焦亡相关基因的预后价值,以推动甲状腺癌临床管理的革新。
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