Gasdermin E在胶质母细胞瘤中的双重角色：焦亡抵抗与肿瘤促进功能的机制解析

本研究针对胶质母细胞瘤(GB)治疗困境，探索了Gasdermin E(GSDME)介导的焦亡(pyroptosis)抵抗机制及其非焦亡依赖性促瘤功能。通过raptinal药物诱导、Gsdme基因敲除和空间转录组分析，发现人类GB细胞存在钙依赖性膜修复机制抵抗焦亡，而GSDME通过抑制T细胞浸润和促进肿瘤侵袭发挥促瘤作用，为GB免疫治疗提供了新靶点。

　　

胶质母细胞瘤(GB)作为最具侵袭性的原发性脑肿瘤，在过去二十年里治疗进展缓慢。尽管对凋亡(apoptosis)和自噬(autophagy)的研究已较为深入，但能够刺激抗肿瘤免疫反应的坏死性细胞死亡方式——如焦亡(pyroptosis)，在GB中仍鲜有探索。这种由Gasdermin家族蛋白介导的细胞死亡方式，通过形成细胞膜孔隙导致坏死性死亡，可能释放肿瘤抗原激活免疫应答。特别值得注意的是，Gasdermin E(GSDME)在2017年被发现可被caspase 3切割诱导焦亡，但在多数癌症中呈现表达沉默或突变状态。这一现象使得研究者们对GB中GSDME的功能产生了浓厚兴趣——它究竟是如其他癌症中报道的肿瘤抑制因子，还是在GB这种特殊肿瘤中扮演着不同角色？

来自挪威的研究团队在《Cell Death Discovery》发表的研究，通过多维度实验揭示了GSDME在GB中的双重面孔。研究采用raptinal药物诱导、CRISPR-Cas9基因编辑、空间转录组分析等技术，结合患者来源的GB干细胞(GSC)和小鼠GB模型，系统解析了GSDME的功能。

关键技术方法包括：1) 使用raptinal诱导细胞色素c释放并激活caspase-GSDME通路；2) 建立Gsdme/GSDME敲除(KO)的GB细胞系；3) 通过钙离子螯合剂BAPTA-AM验证膜修复机制；4) 采用空间转录组(10X Visium)分析10例GB患者的免疫微环境空间分布；5) 应用原位小鼠GB模型评估治疗效果和免疫细胞浸润。

GSDME在GB中高表达
分析TCGA和单细胞RNA测序数据发现，与其他癌症不同，GB中GSDME表达水平较高，特别是在坏死周围假栅栏细胞区域。Western blot证实所有测试的人源GB细胞系和GSC系均高表达GSDME，且不受缺氧条件影响。

人类GB细胞对GSDME介导的焦亡存在抵抗
虽然raptinal处理能诱导人源和小鼠GB细胞中细胞色素c释放、caspase 3/9激活和GSDME切割，但人源细胞焦亡效率显著低于小鼠细胞(<30% vs >80%)。钙离子螯合剂BAPTA-AM可部分逆转这种抵抗，提示钙依赖性膜修复机制的存在。

Gsdme敲除延长小鼠生存期并促进T细胞浸润
出乎意料的是，在免疫活性小鼠中，Gsdme KO的CT2A肿瘤比野生型显著延长生存期。免疫组化显示KO肿瘤中CD3⁺、CD4⁺和Granzyme B⁺ T细胞浸润增加。空间转录组分析10例GB患者样本也证实GSDME表达与T细胞分布呈负相关。

GSDME促进GB细胞侵袭
虽然不影响增殖，Gsdme/GSDME KO显著降低小鼠和人类GB细胞的迁移和胶原侵袭能力。伤口愈合实验和三维侵袭实验显示KO细胞侵袭性减弱。

这项研究颠覆了GSDME在癌症中主要作为肿瘤抑制因子的传统认知，揭示了其在GB中的促瘤功能：1) 通过钙依赖性膜修复机制抵抗焦亡；2) 非焦亡依赖性地抑制T细胞浸润；3) 促进肿瘤细胞侵袭。这些发现解释了为何raptinal诱导的焦亡在GB治疗中效果有限，同时指出靶向GSDME本身可能成为GB治疗新策略——特别是通过阻断其免疫抑制和促侵袭功能。研究还提示，不同癌症类型中GSDME可能发挥截然相反的作用，这为精准肿瘤治疗提供了重要启示。未来需要进一步阐明GSDME调控T细胞排斥和侵袭的具体分子机制，以及如何开发选择性抑制其促瘤功能而不影响焦亡诱导的治疗方法。