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癌症是全球重大健康难题，现有免疫疗法存在局限。为探寻新的癌症治疗策略，研究人员开展 Caerin 1.1/1.9 肽诱导上皮癌细胞死亡机制的研究。结果发现该肽可诱导急性 caspase 3/GSDME 介导的焦亡，为癌症治疗提供新思路。
癌症，这个在 21 世纪严重威胁人类健康的 “恶魔”，如同笼罩在全球的阴霾。据统计，全球近六分之一的死亡由非传染性疾病（NCDs）导致，其中癌症占比颇高，仅 2020 年就造成近 1000 万人死亡 。传统癌症治疗手段包括手术、化疗、放疗等，虽各有成效，但也存在诸多弊端。随着癌症免疫疗法的出现，免疫检查点阻断（ICB）和 CAR - T 疗法给癌症患者带来了新希望。然而，ICB 疗法对许多患者无法实现长期有效的肿瘤控制，CAR - T 疗法在治疗实体瘤时临床效果也不尽人意。在这样的困境下，寻找更有效的癌症治疗方法迫在眉睫。
贵州大学医学院等研究机构的研究人员将目光聚焦于 Caerin 肽。Caerin 肽是源自澳大利亚树蛙皮肤分泌物的天然抗菌肽，前期研究发现它不仅能直接抑制癌细胞生长，还能调节肿瘤微环境，增强抗肿瘤免疫力。但它的抗肿瘤活性是否涉及焦亡信号通路，尚未明确。为了解开这一谜团，研究人员展开了深入研究。最终，研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在细胞实验方面，通过对 HeLa、A549 和 Huh - 7 等癌细胞系进行培养和处理，运用多种检测手段探究细胞死亡机制。例如，利用蛋白质免疫印迹法（Western blot）检测相关蛋白表达，以此确定细胞死亡过程中关键蛋白的变化；借助流式细胞术（Flow cytometry）分析细胞凋亡和坏死情况，直观了解细胞状态；运用酶联免疫吸附测定（ELISA）检测细胞培养上清液中白细胞介素 18（IL - 18）和白细胞介素 1β（IL - 1β）的水平，评估炎症反应 。
研究结果如下：
- F1/F3 诱导 HeLa、A549 和 Huh - 7 细胞急性焦亡：MTT 实验表明，F1/F3（Caerin 1.1 和 1.9 的混合物）对 HeLa、A549 和 Huh - 7 细胞的增殖具有抑制作用，且呈剂量依赖性。使用多种细胞死亡抑制剂处理后发现，F1/F3 诱导的细胞死亡并非由铁死亡、坏死性凋亡或自噬介导，很可能是焦亡。实时成像显微镜观察发现，F1/F3 处理 HeLa 细胞 1 小时后，细胞出现肿胀和膜泡形成等焦亡特征；LDH 释放实验和 ELISA 检测结果显示，F1/F3 处理的细胞 LDH 释放量显著增加，IL - 18 分泌量也大幅上升，且呈剂量和时间依赖性，而 IL - 1β 水平无明显变化。同样，在 A549 和 Huh - 7 细胞中也观察到类似现象，表明 F1/F3 可诱导多种上皮癌细胞发生焦亡。
- F1/F3 通过 caspase - 3/GSDME 信号通路诱导 HeLa 细胞焦亡：研究人员对参与焦亡调控的 gasdermin 家族蛋白进行检测，发现 F1/F3 处理 HeLa 细胞 1 小时后，GSDMD、caspase - 1/4/5 和 cleaved caspase - 4 蛋白表达无明显变化，说明 F1/F3 诱导的焦亡可能不依赖于 caspase - 1/4/5 - GSDMD 通路。进一步研究发现，F1/F3 处理后，caspase - 3、cleaved caspase - 3 和 cleaved GSDME - N 蛋白表达增加，且使用 caspase 或 caspase - 3 抑制剂处理后，LDH 释放量显著降低，证实 F1/F3 通过 caspase - 3/GSDME 信号通路诱导 HeLa 细胞焦亡。
- F1/F3 处理 1 小时内不诱导 HeLa 细胞凋亡：通过流式细胞术和 Western blot 分析发现，F1/F3 处理 HeLa 细胞 1 小时后，早期凋亡细胞比例未显著增加，且外源性和内源性凋亡相关蛋白表达无明显变化，表明此时细胞未发生凋亡。但处理 12 小时后，透射电镜观察到线粒体肿胀和部分基质丢失，JC - 1 染色显示线粒体膜电位（MMP）下降，Western blot 检测发现内源性凋亡相关蛋白 Bax、cytochrome c、Apaf - 1 和 cleaved caspase - 7 表达上调，Bcl - 2 表达下调，说明 F1/F3 在处理 12 小时后可诱导 HeLa 细胞通过线粒体 /cytochrome c/Apaf - 1 信号通路发生内源性凋亡 。
研究结论和讨论部分意义重大。Caerin 1.1（F1）和 1.9（F3）肽在癌症治疗中展现出独特的优势，它们能在 1 小时内诱导上皮癌细胞发生焦亡，通过激活 caspase - 3，使其切割 GSDME，释放 GSDME - N 片段，导致细胞膜穿孔，引发细胞肿胀、膜泡形成，并释放 IL - 18 等促炎细胞因子，激活免疫系统，招募免疫细胞到肿瘤部位，营造对癌细胞不利的肿瘤微环境。同时，后续发生的细胞凋亡进一步确保癌细胞被彻底清除，这种先焦亡后凋亡的双重机制降低了癌细胞产生耐药性的可能性，增强了整体治疗效果。此外，研究还发现 F1/F3 诱导的焦亡可能与肿瘤相关巨噬细胞的 M1 极化有关，通过释放 IL - 18，进一步刺激巨噬细胞的 M1 极化，增强抗肿瘤免疫反应。这一研究为癌症治疗提供了新的方向，Caerin 肽有望成为一种新型的癌症治疗药物，与现有免疫疗法或化疗联合使用，发挥协同作用，为众多癌症患者带来新的希望。
