Gasdermin E and pyroptosis in cancer

细胞凋亡过程中caspase-3的激活也可以触发Gasdermin-E酶(GSDME)的caspase-3裂解反应。 加斯德明(GSDM)是一个重要的蛋白质家族成员，其蛋白质的裂解能激活炎症和死亡，被称为上睑下垂。 N-末端GSDM基因片段在细胞膜上形成毛孔，导致细胞迅速死亡，导致细胞肿胀。 激活细胞并释放炎症性细胞因子和其他炎症性细胞介质，最终导致细胞和细胞爆发。 卵裂将非炎症性和凋亡性死亡转变为更快速的炎症性和炎症性死亡。 在大多数癌症细胞系中表达，在胃癌、结直肠癌和乳腺癌中表现为表观遗传失活。 在正常的胃组织中，GSDME基因的表达抑制了胃癌细胞的集落形成。 结直肠癌和乳腺癌的侵袭性增加。更糟糕的是，5年的存活率和淋巴结的增加。 转移癌与乳腺癌患者的GSDME水平降低密切相关。此外，缺乏GSDME水平也促进了这种药物的发展。 在黑色素瘤和肺癌细胞系中存在耐药性。我们假设GSDME的作用类似于肿瘤抑制因子。 这意味着一些肿瘤细胞可以通过下调GSDME基因的表达或阻止GSDME基因的突变来避免上睑下垂，并阻止GSDME基因从GSDME基因开始转换。 细胞凋亡可导致下垂，并深刻影响肿瘤细胞的存活、抗肿瘤免疫功能和对肿瘤的免疫应答。 化疗和放射治疗。在他们的初步数据中，一些与癌症相关的GSDME基因突变被证明是可能的。 主要是肿瘤功能的丧失和突变。Gsdme在癌症细胞系中敲除基因，促进了肿瘤的生长，同时也促进了异位生长。 GSDME基因的表达在免疫能力正常的小鼠体内能强烈抑制肿瘤的生长，发挥肿瘤的抑制作用。 GSDME发现免疫缺陷的NOD.cid.Il2rg--/-(NSG)小鼠和Prf1--/-的小鼠缺乏穿孔素，并表现出强烈的免疫缺陷。 NK细胞或CD8+T细胞的表达受到抑制，CD8+细胞耗竭，GSMDE+表达增强，肿瘤细胞的浸润性增加，CD8细胞功能增强。 T细胞和NK细胞。根据这些数据，我们假设GSDME对肿瘤的生长有抑制作用。 招募和激活他们的抗肿瘤药物和杀伤细胞。我们还发现，颗粒酶B和M是死亡的原因。 诱导杀伤性T淋巴细胞的蛋白水解酶活性，可在杀伤性T细胞攻击过程中直接裂解GSDME，从而激活T细胞下垂。 一种不依赖于caspase的方式，这种方式通过caspase的激活而被放大。我们还提出了直接激活caspase的假设。 GSDME的颗粒酶能在癌细胞中切割GSDME基因，从而引发上睑下垂，从而增强它们的抗肿瘤能力。 免疫力。人类杀手和淋巴细胞介导的死亡机制此前一直被认为是非炎症性的。我们的目标是。 为了检验这些假说，我们需要发展一种机械性的洞察力，以便更好地理解是否存在以及如何抑制行为。 GSDME发现，肿瘤细胞中嗜热链球菌的激活会影响肿瘤的发生、药物的敏感性和保护性免疫功能。 我们的具体研究目的是进一步调查GSDME基因突变和表达变化对GSDME激活和血脂的影响。 结合，即寡聚化和毛孔的形成，取决于细胞是通过凋亡的刺激而死亡，还是由细胞的杀手引起的。 炎症因子和免疫原性，以及GSDME是否影响肿瘤生长、免疫应答和免疫应答。 为了在体外进行治疗，并在移植的小鼠和肿瘤模型中进行治疗。

Caspase-­3  activation  during  apoptosis  can  trigger  caspase-­3  cleavage  of  gasdermin  E  (GSDME).  The  gasdermins  (GSDM)  are  a family of proteins,  whose  cleavage  activates  inflammatory death,  called pyroptosis.  N-­terminal GSDM fragments form pores in the cell membrane that cause rapid cell death in which the cell swells,  activates and releases inflammatory cytokines and other inflammatory mediators, and eventually bursts. GSDME  cleavage converts noninflammatory apoptotic death to more rapid inflammatory pyroptotic death. GSDME is not  expressed in most cancer cell lines, is epigenetically inactivated in gastric, colorectal and breast cancer, relative  to normal  tissue, and  mutated  in  some others.  GSDME  expression  suppresses  colony  formation  in gastric  and  colorectal  cancer  and  invasivity  of  breast  cancer.  Worse  5-­year  survival  and  an  increase  in  lymph  node  metastases  are associated  with  reduced  GSDME  in  breast  cancer.  Moreover,  lack  of GSDME promotes drug  resistance in melanoma and lung cancer cell lines. We hypothesize that GSDME acts like a tumor suppressor,  that some tumor cells avoid pyroptosis by downregulating or mutating GSDME and that the switch from  apoptosis  to  pyroptosis  profoundly  affects  tumor  cell  survival,  anti-­tumor  immunity  and  response  to  chemotherapy  and  radiation.  In  preliminary  data,  cancer-­associated  GSDME  mutations  are  shown  to  be  primarily  loss  of  function  mutations.  Gsdme  knockout  in  cancer  lines  promoted  tumor  growth  while  ectopic  GSDME expression strongly inhibited tumor growth in immune competent mice. The tumor suppressive role of  GSDME  was  lost  in  immunodeficient  NOD.scid.Il2rg-­/-­  (NSG)  and  Prf1-­/-­  mice  deficient  in  perforin  and  strongly  inhibited by NK or CD8 T cell depletion. GSMDE expression by the tumor increased infiltrating, functional CD8  T  cells  and  NK  cells.  Based  on  these  data,  we  hypothesize  that  GSDME  suppresses  tumor  growth  by  recruiting  and  activating  anti-­tumor  killer  lymphocytes.  We  also  found  that  granzymes  B  and  M,  death-­ inducing proteases of killer lymphocytes, directly cleave GSDME during killer cell attack to activate pyroptosis in  a  caspase-­independent  manner,  which  is  amplified  by  caspase  activation.  We  also  hypothesize  that  direct  granzyme  cleavage  of  GSDME  in  cancer  cells  triggers  pyroptosis  and  enhances  their  anti-­tumor  immunity. Killer lymphocyte mediated death has previously been thought to be non-­inflammatory. Our goal is  to  test  these  hypotheses  and  develop  mechanistic  insights  to  understand  whether  and  how  suppression  of  GSDME  activation  of pyroptosis  in  cancer  cells  impacts oncogenesis,  drug  sensitivity  and  protective  immunity.  Our specific aims are to investigate the effect of GSDME mutation and expression on GSDME activation, lipid  binding,  oligomerization  and  pore  formation,  on  whether  cell  death  by  apoptotic  stimuli  or  killer  cells  is  inflammatory and immunogenic, and whether and how GSDME affects tumor growth, immunity and responses  to therapy in vitro and in transplanted mouse tumor models.