福辛普利通过诱导GSDME依赖性细胞焦亡抑制非小细胞肺癌的作用机制研究

《Cell Death Discovery》：Fosinopril mediates antitumor efficacy by inducing GSDME-dependent pyroptosis in NSCLC

本研究针对非小细胞肺癌(NSCLC)治疗中化疗毒性大、免疫治疗相关损伤等临床挑战，探索了降压药福辛普利(fosinopril)的抗肿瘤潜力。研究人员通过体外实验和裸鼠移植瘤模型证实，福辛普利可通过ROS-Bax-Caspase-9/3通路激活GSDME依赖性细胞焦亡(pyroptosis)，显著抑制NSCLC细胞增殖和肿瘤生长。该研究为老药新用提供了理论依据，为NSCLC的低毒性高效治疗提供了新策略。

　　

肺癌作为发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一，其中非小细胞肺癌(NSCLC)占比高达85%。化疗虽然仍是主要治疗手段，但其非特异性细胞毒性常常导致严重的毒副作用。近年来，免疫治疗虽然显著降低了药物毒性，但也会诱发肿瘤心脏病等免疫相关损伤。如何在优化抗肿瘤效果的同时最大限度降低毒性，成为临床面临的重要挑战。

在这种背景下，"老药新用"策略因其安全性明确、毒性可控等优势，为肿瘤治疗提供了新思路。血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)福辛普利作为一种降压药，具有独特的肝肾双通道代谢途径，能降低毒性风险。此前研究显示福辛普利对肝细胞癌有抗肿瘤作用，但其在NSCLC中的潜力尚未探索。

细胞焦亡是一种程序性细胞死亡形式，其特征是细胞肿胀、渗透性裂解和细胞内容物释放，从而引发强烈的炎症反应。Gasdermin家族蛋白在这一过程中起关键作用，其中GSDME和GSDMD是肿瘤学中焦亡的主要介质。GSDME介导的焦亡在抗肿瘤治疗中显示出显著优势，包括激活肿瘤免疫微环境(TIME)、降低耐药性和提高化疗敏感性。

本研究旨在探讨福辛普利是否通过调节ROS诱导GSDME依赖性焦亡来抑制NSCLC。研究人员通过体外和体内实验证实，福辛普利能显著抑制NSCLC细胞增殖和集落形成，并诱导GSDME依赖性焦亡。机制上，福辛普利增加ROS水平，激活Bax并下调线粒体膜电位(MMP)，导致Caspase-9和Caspase-3切割，最终引发GSDME介导的细胞焦亡。

研究采用的主要技术方法包括：CCK-8法检测细胞活力、克隆形成实验评估细胞增殖能力、蛋白质组学分析差异表达蛋白、网络药理学预测作用靶点、Western blot检测蛋白表达、免疫荧光观察蛋白定位和细胞形态、LDH释放测定细胞焦亡程度、线粒体膜电位检测和ROS水平测定，以及裸鼠皮下移植瘤模型评估体内抗肿瘤效果。

福辛普利抑制NSCLC细胞活力和集落形成

研究首先证实福辛普利对A549和H1299细胞具有剂量依赖性抑制作用，IC₅₀值分别为125.1μM和126.9μM。福辛普利处理24小时后，细胞集落形成能力显著降低，细胞数量明显减少。Annexin V/PI双染色和LDH释放检测表明，福辛普利诱导了细胞死亡。

福辛普利触发GSDME依赖性焦亡

蛋白质组学分析显示福辛普利处理后细胞发生显著变化，特别是细胞膜上的囊泡结构。Western blot证实福辛普利上调GSDME-N水平，免疫荧光显示GSDME主要在细胞膜上形成孔洞。使用GSDME抑制剂2-BP后，福辛普利诱导的GSDME激活、LDH释放和细胞死亡特征均被逆转，证实了GSDME在福辛普利抗肿瘤效应中的核心作用。

网络药理学识别关键靶点和通路

通过PharmMapper、SEA和Uniport数据库筛选出219个福辛普利靶点，与NSCLC相关靶点取交集后获得172个共同靶点。蛋白互作网络分析显示CASP3是福辛普利作用的核心靶点，功能富集分析表明这些靶点显著富集于凋亡信号通路。

Caspase 3介导福辛普利的抗肿瘤和GSDME依赖性焦亡

实验证实福辛普利剂量依赖性地激活cleaved Caspase-3和Caspase-9。使用Caspase-3抑制剂Ac-DEVD-CHO后，福辛普利诱导的Caspase-3和GSDME激活被抑制，LDH释放减少，细胞焦亡形态特征消失，证实Caspase-3在焦亡过程中的关键作用。

ROS促进MOMP介导焦亡和抗肿瘤效应

DCFH-DA探针检测显示福辛普利诱导ROS产生，线粒体探针和Western blot证实Bax表达增加和MMP降低。使用ROS抑制剂NAC可逆转福辛普利诱导的ROS积累、MOMP激活以及Bax、Caspase-9、Caspase-3和GSDME的激活，表明ROS在线粒体途径中的起始作用。

福辛普利在体内通过ROS-线粒体-Caspase通路诱导GSDME依赖性焦亡

裸鼠移植瘤模型显示，福辛普利(2.5和5mg/kg)显著抑制肿瘤体积和重量，且对小鼠体重无影响。HE染色显示肿瘤组织损伤，Annexin V/PI双染色显示细胞死亡增加。免疫荧光和Western blot证实福辛普利在体内激活GSDME、cleaved Caspase-3、cleaved Caspase-9和Bax，DCFH-DA探针检测显示ROS水平升高。

讨论与结论

本研究首次证实福辛普利通过ROS-MMP-Caspase-3-GSDME轴诱导NSCLC细胞焦亡。与传统化疗相比，福辛普利具有肝肾双通道代谢优势，安全性更高。研究揭示了ACEI类药物除降压外的新作用机制，为老药新用提供了理论支持。

值得注意的是，福辛普利作为ACEI，其诱导GSDME依赖性焦亡的具体分子靶点尚不完全明确。可能是通过抑制ACE/AT1轴影响RAS信号，也可能是ACE非依赖性的脱靶效应。未来研究需要明确福辛普利的直接分子靶点，以充分评估RAS抑制剂在NSCLC治疗中的潜力。

该研究发表于《Cell Death Discovery》杂志，为NSCLC治疗提供了新思路，展示了通过诱导焦亡实现低毒性、高效率抗癌治疗的潜力，对临床转化具有重要意义。