分享一篇最近发表在 Cell 上的文章，本文的题目是“Small-molecule GSDMD agonism in tumors stimulates antitumor immunity without toxicity”。本文的核心是作者们通过高通量小分子筛选找到了 GSDMD 蛋白的激动剂，它能够促进肿瘤细胞发生焦亡，并激活宿主的抗肿瘤免疫。本文的通讯作者是来自美国哈佛医学院的 Hao Wu。
焦亡是由成孔蛋白 gasdermin 家族介导的免疫原性（immunogenic）和炎症反应导致死亡方式。髓系细胞和上皮粘膜细胞中的 GSDMD 蛋白，在免疫过程中（比如，病原菌或者损伤导致的炎症小体的激活），会被蛋白酶 caspases (1/4/5/11) 切割，产生具有毒性的 N 端片段（其 C 端平时发挥自我抑制的功能），随后这些片段在细胞膜上形成孔状结构，释放出细胞质中的乳酸脱氢酶和损伤相关的分子，如 ATP。越来越多的研究表明，在癌症细胞中激活 gastermin 蛋白能够激活抗肿瘤免疫。比如，在肿瘤细胞中外源表达 GSDME 能够增强肿瘤浸润杀伤细胞（tumor-infiltrating killer cells）的功能；细胞毒性 T 淋巴细胞（cytotoxic T lymphocyte）释放的 GzmA 蛋白可以切割肿瘤中的 GSDMB 蛋白来产生焦亡，促进抗肿瘤免疫；利用纳米颗粒向肿瘤细胞中递送鼠源的 GSDMA3 的 N 端结构域，也能够提高抗肿瘤免疫。尽管这些研究表明 gasdermin 的激活有助于抗肿瘤免疫，但是，该如何激活肿瘤细胞内的 gasdermin 呢？之前的研究已经表明，构建破坏 N 端结构域与 C 端结构域互作的突变体，能够实现 GSDMD 不需要被切割，就可以持续地激活。因此，作者们就猜想可以借助化学生物学来筛选激动剂，来解除内源 gasdermin 蛋白的自我抑制。作者们就重组了筛选实验，首先准备了脂质体（其腔体内含有 TbCl3），并将脂质体用含有 DPA 的缓冲液进行稀释，然后将 GSDMD 蛋白与 Harvard ICCB-Longwood Screening 化合物库孵育（大约 10 万个化合物）孵育 1 小时后，加入含有脂质体的溶液。如果化合物能够激活 GSDMD，那么就会在脂质体膜上打孔，释放出腔体内的 TbCl3，随后三价 Tb 阳离子会与溶液中的 DPA 形成配合物，该配合物的激发和发射分别是 276 nm 和 545 nm。因此，只需要观测随着时间，哪些化合物会导致信号升高即可（作者用去垢剂 SDS 作为正对照，SDS 可以直接破坏脂质体）。作者们发现，大部分能够诱导脂质体泄漏的是去垢剂，经过一系列筛选后，作者们确定了 24 个化合物，其中最强的则是 DMB，其 EC50 大概为 0.66 μM。（研究人员之前也通过类似的筛选策略寻找 GSDMD 的抑制剂。详见 10.1038/s41590-020-0669-6，nature immunology）。作者们随后证明了 DMB 的确能够诱导表达 GSDMD 细胞株发生焦亡，并且会共价地修饰在 GSDMD 的第 191 号位的半胱氨酸上。作者们也陆续地证明了 DMB 主要是通过抑制肿瘤细胞中的 GSDMD 发挥作用，也发现 GSDMD 诱导机体抗肿瘤免疫升高的原因，很有可能是癌细胞焦亡后，其细胞内泄漏物作为免疫原刺激机体产生免疫反应，进一步诱导免疫细胞攻击肿瘤细胞，形成正反馈调控。最后，作者们提出与 anti-PD-1 抗体联用，抗肿瘤的效果会更好。DOI: 10.1016/j.cell.2024.08.007原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.08.007
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