中间链球菌来源可溶性因子通过NLRP3信号通路促进巨噬细胞焦亡相关激活驱动胃癌促炎促肿瘤微环境形成

《Journal of Translational Medicine》：Streptococcus anginosus supernatant promotes macrophage pyroptosis-associated activation and phenotypes associated with the gastric inflammation-to-cancer transition via NLRP3-related signaling

　　

摘要

背景

中间链球菌（SA）在胃癌（GC）微环境中富集，并与胃癌风险相关。然而，其在胃部炎症向癌症转化过程中的潜在作用尚不清楚。本研究旨在确定SA来源的可溶性因子是否驱动巨噬细胞焦亡相关激活，从而促成促炎和促肿瘤微环境的形成，重点关注NLRP3相关信号通路的参与。

方法

分析来自非幽门螺杆菌感染患者的慢性浅表性胃炎（CSG）、肠化生（IM）和胃癌（GC）胃组织样本中SA的丰度、巨噬细胞浸润及焦亡相关标志物表达。体外实验中，使用滤膜灭菌的SA培养上清液（SA-SN）评估其对胃癌细胞活力和迁移能力的影响。为探索潜在的分子机制，对SA-SN处理的巨噬细胞进行RNA测序（RNA-seq），并分析差异表达基因和KEGG通路富集。基于焦亡相关信号通路的富集以及转录组分析识别的关键分子变化，我们进一步验证了SA-SN对巨噬细胞焦亡相关反应的调控作用及其对胃上皮细胞肠化生相关标志物的影响。使用NLRP3抑制剂MCC950评估NLRP3相关信号通路的参与。进行非靶向代谢组学分析以鉴定SA-SN相关代谢物，随后对15(S)-HPETE进行功能验证。

结果

IM和GC组织中SA丰度、巨噬细胞浸润以及NLRP3/IL-1β通路相关标志物表达均高于CSG组织，且这些参数之间呈正相关。体外实验显示，SA-SN增强了胃癌细胞的活力和迁移能力。RNA-seq分析在SA-SN处理的巨噬细胞中鉴定出1,175个差异表达基因，包括535个上调基因和640个下调基因。其中，NLRP3和IL-1β显著上调，而Caspase-1和GSDMD无显著变化。KEGG通路富集分析显示NOD-样受体、TNF、IL-17、NF-κB和Toll样受体信号通路显著富集。基于这些发现，进一步的功能验证表明，SA-SN促进了巨噬细胞焦亡相关反应，包括炎症细胞因子释放增加、ASC斑点形成增强以及Cleaved Caspase-1、GSDMD-N和IL-1β表达上调。SA-SN处理后的巨噬细胞条件培养基可增加胃癌细胞中的EMT相关标志物和胃上皮细胞中的肠化生相关标志物。这些效应被MCC950部分减弱，支持NLRP3相关信号通路的参与。然而，IL-1β对这些下游表型变化的特定因果贡献未直接评估。代谢组学分析鉴定出15(S)-HPETE为差异丰度代谢物。功能实验表明，15(S)-HPETE增强了AGS细胞中与恶性表型相关的反应，促进了巨噬细胞焦亡相关激活，并增加了胃上皮细胞中肠化生相关标志物的表达。

结论

SA-SN可能通过促进涉及NLRP3相关信号通路的巨噬细胞焦亡相关激活，从而促成促炎和促肿瘤微环境的形成。IL-1β表达和释放增加伴随这些反应发生；然而，IL-1β在诱导EMT相关和肠化生相关标志物中的直接因果关系仍有待确立。此外，15(S)-HPETE可能是参与该过程的候选代谢介导因子。需要在更大的临床队列和体内模型中进行进一步验证。