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乳腺癌严重威胁女性健康，尽管诊疗有进展，但转移和免疫抑制难题仍待解。研究人员聚焦 Gasdermin D（GSDMD）开展研究，发现其在乳腺癌转移中作用关键，抑制它可减缓转移并重塑免疫微环境，为乳腺癌治疗提供新方向。
在女性健康的战场上，乳腺癌无疑是一颗极具威胁的 “重磅炸弹”。全球范围内，乳腺癌的发病率持续攀升，即便生存率有所改善，它依旧是女性生命健康的大敌。随着医学研究的深入，人们对乳腺癌的认知从基因组、转录组层面不断拓展，也越发重视肿瘤所处的复杂微环境。然而，肿瘤微环境中的免疫抑制问题，就像一道难以跨越的鸿沟，极大地限制了癌症免疫治疗的效果，使得许多乳腺癌患者难以从中获益。同时，乳腺癌转移机制尚未完全明晰，这也成为攻克乳腺癌道路上的关键阻碍。在这样的困境下，寻找新的治疗靶点和干预策略迫在眉睫。
同济大学医学院附属上海第四人民医院等机构的研究人员挺身而出，针对这些难题展开了深入研究。他们将目光聚焦在 Gasdermin D（GSDMD）这个此前未被深入研究其在癌症转移中作用的蛋白上，试图揭开它与乳腺癌之间的神秘关联。经过一系列严谨的实验和分析，研究人员惊喜地发现，GSDMD 在乳腺癌转移过程中扮演着至关重要的角色，抑制 GSDMD 能够有效减缓乳腺癌向肺部的转移，并且重塑肿瘤微环境中的免疫细胞组成，为乳腺癌的治疗带来了新的曙光。相关研究成果发表在《Cell Death Discovery》上。
研究人员在本次研究中运用了多种关键技术方法。首先，通过构建小鼠肿瘤模型，包括 4T1 乳腺癌原位移植模型和 E0771 静脉注射模型，模拟乳腺癌在体内的发展过程。其次，采用单细胞 RNA 测序（scRNA - seq）分析技术，对肿瘤微环境中的细胞进行深入剖析，了解细胞组成和基因表达特征。此外，运用免疫印迹（Western blotting）、免疫荧光（Immunofluorescence）等技术，检测相关蛋白的表达和定位情况，为研究提供了有力的数据支持。
GSDMD 在三阴性乳腺癌小鼠模型肺转移中性粒细胞中显著上调
研究人员将 4T1 细胞原位植入小鼠乳腺脂肪垫，30 天后分离转移肺中的中性粒细胞。结果发现，4T1 小鼠肺部中性粒细胞比例显著升高，且仅在 4T1 小鼠肺中性粒细胞中检测到切割的 GSDMD - N 和 GSDMD 寡聚体。电镜观察显示 4T1 小鼠肺中性粒细胞线粒体出现变化且有 NETs 形成。免疫荧光分析表明，GSDMD 在 4T1 小鼠肺中性粒细胞中向细胞膜转位。同时，4T1 小鼠肺中性粒细胞中 mROS 水平显著升高，且 GSDMD - N 水平与 mROS、血清 HMGB1 水平呈正相关。这些结果表明，乳腺癌小鼠模型肺中性粒细胞中 mROS 和 GSDMD 显著上调。
GSDMD 抑制显著抑制乳腺癌向肺转移的进展
研究人员利用 GSDMD 抑制剂 LDC7559 处理 4T1 乳腺癌小鼠模型，发现虽然 LDC7559 对肿瘤大小影响不明显，但能显著减小脾脏体积，降低肺转移程度，减少血清中 MPO - DNA 和 NE - DNA 水平，降低肺组织中促炎细胞因子 IL - 1β、IL - 18 和 HMGB1 的转录和蛋白水平。在 GSDMD 基因敲除（Gsdmd-/-）小鼠中，E0771 静脉注射后肺转移结节数显著减少，肺组织中相关细胞因子和血清中 NETs 标志物水平降低。这证实了抑制 GSDMD 可抑制乳腺癌向肺转移。
GSDMD 抑制重塑肿瘤微环境中的免疫细胞
在乳腺癌小鼠模型中，LDC7559 抑制 GSDMD 后，肺部和外周血中单核细胞、中性粒细胞数量减少，CD8+T 细胞比例增加。免疫荧光分析显示，肿瘤浸润的髓样细胞减少，CD8+T 细胞水平增加。这表明抑制 GSDMD 可通过重塑肿瘤微环境来阻止乳腺癌向肺转移。
GSDMD 抑制抑制造血作用
研究发现，4T1 小鼠脾脏和骨髓中中性粒细胞比例增加，LDC7559 处理后，脾脏中中性粒细胞比例和绝对数量显著减少，骨髓中粒细胞 - 巨噬细胞祖细胞（GMP）水平降低。这说明 GSDMD 抑制可抑制乳腺癌小鼠模型的造血作用。
抑制线粒体活性氧减少 GSDMD 寡聚化和乳腺癌向肺转移
利用线粒体超氧化物清除剂 MitoTEMPO 处理细胞，发现其可抑制 PMA 诱导的 GSDMD 寡聚化，降低 mROS 水平和乳酸脱氢酶（LDH）释放，减少 4T1 细胞静脉注射后的肺转移结节数，降低血清中 MPO - DNA 和 NE - DNA 水平。而 mROS 诱导剂鱼藤酮可增加切割的 GSDMD - N，且该作用可被 MitoTEMPO 抑制。这表明抑制 mROS 可抑制 GSDMD 寡聚化和 NETs 形成，减少乳腺癌向肺转移。
mROS 和 GSDMD 促进 CTSC 处理后 NETs 释放
用组织蛋白酶 C（CTSC）处理人中性粒细胞，发现 MitoTEMPO 或 LDC7559 可显著抑制 CTSC 诱导的 NETs 形成。在小鼠骨髓中性粒细胞中也得到类似结果，且 Gsdmd-/-小鼠骨髓中性粒细胞经 CTSC 处理后 NETs 释放显著受抑。此外，CTSC 处理可增加 mROS 水平，LDC7559 处理可降低其水平。这表明 mROS 和 GSDMD 促进 CTSC 处理后 NETs 释放。
NETs 促进乳腺癌细胞上皮 - 间质转化和增殖
将 PMA 诱导的 NETs 培养上清加入 4T1 细胞培养体系，发现可促进 4T1 细胞上皮 - 间质转化（EMT），使 ZNF703 和 N - Cadherin 水平升高，E - Cadherin 水平降低，同时促进细胞增殖。而 PAD4 抑制剂 GSK484 或 LDC7559 处理可抑制这些作用。这说明 GSDMD 依赖的 NETs 促进乳腺癌细胞 EMT 和增殖。
转移性乳腺癌肺部病变的细胞组成
研究人员从 GEO 数据集提取三阴性乳腺癌（TNBC）数据进行单细胞 RNA 测序分析，鉴定出多种细胞类型，包括单核细胞、中性粒细胞、巨噬细胞等，并分析了不同细胞群中关键基因的表达情况，还探讨了细胞死亡相关基因和表观遗传修饰在 TNBC 进展中的作用。
研究结论表明，GSDMD 在乳腺癌转移中发挥着关键作用，线粒体活性氧（mROS）通过激活 GSDMD 促进 NETs 形成，进而推动乳腺癌转移和肿瘤微环境免疫抑制。抑制 GSDMD 可有效减缓乳腺癌向肺部的转移，重塑肿瘤微环境和造血过程。这一研究为乳腺癌治疗提供了新的潜在靶点和干预策略，有望改善乳腺癌患者的预后。同时，也为后续深入研究乳腺癌转移机制和开发新型治疗方法奠定了重要基础，在乳腺癌治疗领域具有重要的理论和实践意义。
