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为探究凋亡半胱天冬酶对白细胞介素 18（IL18）的作用及在癌症免疫监视中的角色，研究人员开展相关研究。结果发现 caspase 3（CASP3）可裂解 IL18 生成短 IL18 片段，促进癌症免疫监视。这为癌症治疗研究提供新思路。
在肿瘤的世界里，癌细胞就像一群狡猾的 “敌人”，不断进化出各种手段来躲避人体免疫系统的攻击。恶性细胞通过（表观）基因改变获得逃避抗癌免疫的能力，形成临床上明显的肿瘤 。这种免疫逃避表型可源于 “伪装”“胁迫”“细胞保护” 这三种情况（被称为 “三个 C”）。其中，“胁迫” 与恶性细胞表面特性变化以及癌细胞分泌组改变有关，通常涉及免疫抑制因子分泌增加和免疫刺激分子释放减少 。而凋亡的 CASP3 一般会促进 “胁迫”，炎症性半胱天冬酶则通常对抗 “胁迫”。在此背景下，为了深入了解凋亡半胱天冬酶对 IL18 的作用以及这一过程在癌症免疫监视中的角色，来自美国福克斯蔡斯癌症中心（Fox Chase Cancer Center）的研究人员展开了研究。该研究成果发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》上。
研究人员运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面，利用人 HEK293T 细胞和小鼠细胞系（如小鼠乳腺癌 EO771 细胞、小鼠结直肠癌 MC38 细胞、小鼠黑色素瘤 B16 - F10 细胞），在不同处理条件下进行培养观察。在基因编辑技术上，通过基因敲除、过表达以及构建特定突变体（如IL18D69A、IL18D35A ）来研究基因功能。还运用了 RNA 测序技术分析基因表达差异，以及质谱技术鉴定细胞分泌的生物活性因子 。
下面来看具体的研究结果：
- IL18 的裂解片段研究：研究人员研究凋亡半胱天冬酶裂解 IL18 的能力，通过体外和细胞实验（利用暴露于凋亡条件的人 HEK293T 细胞）发现，CASP3（而非 CASP7、CASP8 或 CASP9）可在特定位点（小鼠系统中的 D69、人类系统中的 D71/D76 ）裂解 IL18，产生约 15kDa 的短 IL18（sIL18）片段 。与成熟 IL18（mIL18，由 CASP1 依赖的全长 IL18（flIL18）加工产生）不同，sIL18 不能诱导 NK 细胞分泌干扰素 - γ（IFNG），且在处理过的细胞上清液中未检测到 sIL18，它主要定位于细胞核。
- IL18 在癌症免疫监视中的作用研究：研究人员利用表达 flIL18 的小鼠乳腺癌 EO771 细胞和小鼠结直肠癌 MC38 细胞进行体内实验。在免疫健全的同基因 C57BL/6 小鼠中，删除或下调 Il18 会加速肿瘤生长，而野生型（WT）IL18 和 CASP1 抗性的IL18D35A 过表达可逆转这一现象，但 CASP3 抗性的IL18D69A 则不行。将 IL18 编码基因通过腺病毒传递到本身不表达 flIL18 的小鼠黑色素瘤 B16 - F10 细胞中，可限制其在 WT C57BL/6 小鼠体内的生长。这表明 IL18 在癌症免疫监视中发挥重要作用，且该作用不依赖于 mIL18 的促炎信号 。
- sIL18 影响肿瘤生长的机制研究：进一步研究发现，sIL18 可促进 NK 细胞浸润肿瘤。IL18 过表达的 B16 - F10 黑色素瘤在体内的生长受抑制，且这种抑制作用在免疫缺陷小鼠中消失。IL18?/? 的 EO771 和 MC38 肿瘤中 NK 细胞浸润减少，而 WT IL18 过表达可部分恢复这一现象 。RNA 测序显示，IL18 过表达的 B16 - F10 黑色素瘤中与 NK 细胞活性相关的转录本（尤其是编码干扰素刺激基因（ISGs）的转录本）富集，这与信号转导和转录激活因子 1（STAT1）的激活磷酸化增加有关。质谱研究证明，sIL18 信号导致 B16 - F10 细胞分泌多种生物活性因子，包括 NK 细胞激活剂 ISG15 。补充 ISG15 可恢复 STAT1 下调的 B16 - F10 细胞上清液激活 NK 细胞的特性，阻断 ISG15 受体或删除 Isg15 则会消除 sIL18 限制肿瘤进展的能力 。
- sIL18 激活 STAT1 的机制研究：研究人员探究 sIL18 激活 STAT1 的分子机制。由于 sIL18 本身缺乏激酶活性，不直接结合 STAT1 且不改变其核转位，通过免疫印迹和使用药理学抑制剂研究发现，细胞周期蛋白依赖性激酶 8（CDK8）可能是连接 IL18 裂解与 ISG15 分泌这一信号级联中的潜在信号转导分子 。沉默 Cdk8 可限制 sIL18 诱导的 STAT1 激活和 Isg15 上调，sIL18 可结合 CDK8 的催化结构域，增强其激酶活性，但不改变 CDK8 与 STAT1 的结合 。
综合上述研究，研究人员发现了一条新的信号转导级联反应，即由非典型 IL18 片段的产生，到 CDK8 依赖的 STAT1 激活，再到以 ISG15 为主导的转录程序建立，从而维持肿瘤靶向免疫反应 。这一发现为癌症免疫治疗提供了新的潜在靶点和理论依据，有助于开发更有效的癌症治疗策略。不过，目前仍存在一些问题需要进一步研究。例如，CASP3 在体内是否真的负责 sIL18 的生成尚未正式确定，因为体内实验很大程度上依赖于使用IL18D69A ，它可能抵抗除 CASP3 外其他被凋亡刺激激活的蛋白酶的切割 。因此，迫切需要使用Casp3 癌细胞进行体内实验，以明确 CASP3 在这些发现中的实际作用。但无论如何，这项研究都为肿瘤免疫学领域的发展做出了重要贡献，为后续研究指明了方向，有望推动癌症治疗领域取得新的突破。
