三陰性乳腺癌中IRE1a通過沉默dsRNA來阻止紫杉烷誘導(dǎo)的細(xì)胞焦亡

免疫檢查點(diǎn)抑制劑（ICIs）在免疫原性癌癥治療中效果明顯，但對免疫“冷漠"型癌癥效果有限，尤其是三陰性乳腺癌（TNBC）。化療誘導(dǎo)的細(xì)胞焦亡是冷腫瘤轉(zhuǎn)熱的關(guān)鍵，但機(jī)制尚不清楚。TNBC常表現(xiàn)出高水平的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）應(yīng)激反應(yīng)，其中IRE1α是ER應(yīng)激傳感器，可減輕ER蛋白質(zhì)負(fù)荷。深入探究這些機(jī)制可能為開發(fā)更有效的免疫治療策略提供新線索和靶點(diǎn)。

本研究揭示了IRE1α在TNBC中通過RIDD途徑沉默紫杉烷誘導(dǎo)的dsRNA，影響NLRP3介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡。抑制IRE1α可激活NLRP3-GSDMD細(xì)胞焦亡，將“冷"TNBC轉(zhuǎn)為對ICIs敏感的免疫原性腫瘤。

1. IRE1a RNase活性與TNBC患者對紫杉類藥物反應(yīng)的CD8 + T細(xì)胞浸潤呈負(fù)相關(guān)

研究發(fā)現(xiàn)，HER2陰性乳腺癌患者接受紫杉類藥物新輔助治療時(shí)，IRE1α靶基因與免疫細(xì)胞浸潤負(fù)相關(guān)。紫杉chun誘導(dǎo)CD8+ T細(xì)胞和TIL浸潤，有效治療者XBP1表達(dá)升高。TNBC患者中，IRE1α RNase活性低者對紫杉chun反應(yīng)好，無復(fù)發(fā)生存期長。這表明IRE1α RNase活性與紫杉烷誘導(dǎo)的免疫細(xì)胞浸潤負(fù)相關(guān)。

圖1 IRE1a RNase活性與TNBC患者對紫杉類藥物反應(yīng)的CD8 + T細(xì)胞浸潤呈負(fù)相關(guān)

2. IRE1α RNase限制多西他sai誘導(dǎo)的TNBC免疫原性

作者使用IRE1α RNase抑制劑ORIN1001探究其在紫杉烷類藥物免疫刺激效應(yīng)中的調(diào)節(jié)作用。在模擬TNBC的2153L小鼠模型中，多西他sai對免疫原性無顯著影響，但聯(lián)合ORIN1001可顯著增強(qiáng)免疫刺激，增加TIL和CD8+ T細(xì)胞浸潤。此結(jié)果在另外兩個(gè)TNBC模型中得到驗(yàn)證。單細(xì)胞數(shù)據(jù)分析顯示，聯(lián)合用藥不僅促進(jìn)了TIL浸潤，還提升了CD8+ T細(xì)胞百分比。流式分析證實(shí)聯(lián)合用藥誘導(dǎo)了CD8 T細(xì)胞浸潤、細(xì)胞毒性和增殖，并上調(diào)了免疫檢查點(diǎn)分子。免疫染色顯示聯(lián)合治療增加了CD103+MHC-II+細(xì)胞浸潤。這表明IRE1α RNase限制了多西他sai的免疫刺激作用，抑制其活性可使免疫冷漠的乳腺腫瘤變熱。

圖2 IRE1α RNase限制多西他sai誘導(dǎo)的TNBC免疫原性

3. IRE1α RNase可防止TNBC中多西他sai化療引發(fā)抗原特異性T細(xì)胞反應(yīng)

作者對2153L腫瘤的CD45+細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞RNA測序，發(fā)現(xiàn)聯(lián)合治療增加了MHC-II high巨噬細(xì)胞數(shù)量，減少了Trem2+巨噬細(xì)胞比例，促進(jìn)了巨噬細(xì)胞向M1樣免疫活性表型轉(zhuǎn)變。同時(shí)，聯(lián)合治療還誘導(dǎo)了DC1浸潤并促進(jìn)了樹突狀細(xì)胞（DCs）的啟動功能，有效激活了初始CD8+ T細(xì)胞。

圖3 IRE1α RNase可防止TNBC中多西他sai化療引發(fā)抗原特異性T細(xì)胞反應(yīng)

4. IRE1α RNase抑制使多西他sai能夠引發(fā)TNBC炎癥小體依賴性焦亡

作者發(fā)現(xiàn)聯(lián)合治療在2153L荷瘤小鼠中顯著上調(diào)IL-1a，誘導(dǎo)癌細(xì)胞膜破裂和細(xì)胞內(nèi)容物釋放，觸發(fā)caspase-1激活和GSDMD裂解，導(dǎo)致細(xì)胞焦亡。

免疫熒光分析顯示GSDMD轉(zhuǎn)位至質(zhì)膜并與E-鈣粘蛋白共定位。此外，聯(lián)合治療還促進(jìn)NLRP3炎癥小體組裝和激活，不依賴于巨噬細(xì)胞。IRE1a RNase抑制能使多西他sai在免疫冷TNBC中激活NLRP3炎癥小體依賴的細(xì)胞焦亡，而耐藥IRE1aV918F可挽救此效應(yīng)。

圖4 IRE1α RNase抑制使多西他sai能夠引發(fā)TNBC炎癥小體依賴性焦亡

5. IRE1α RNase沉默多西他sai誘導(dǎo)的dsRNA以防止NLRP3炎性小體激活

研究發(fā)現(xiàn)，在TNBC模型中，IRE1a RNase抑制聯(lián)合多西他sai處理導(dǎo)致dsRNA在癌細(xì)胞中特異性積累，這是激活NLRP3炎癥小體的危險(xiǎn)信號。通過dsRIP-seq鑒定了積累的dsRNA，發(fā)現(xiàn)它們是潛在的RIDD底物，且IRE1a RNase降解這些RNA。

進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證實(shí)，這些dsRNA能誘導(dǎo)NLRP3炎癥小體活化和細(xì)胞焦亡。在2153L細(xì)胞中，Nlrp3基因敲除能挽救dsRNA誘導(dǎo)的細(xì)胞焦亡，而IRE1a切割定點(diǎn)突變的RNA比野生型更強(qiáng)烈地誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡。這些數(shù)據(jù)表明，IRE1a RNase通過RIDD沉默多西他sai誘導(dǎo)的dsRNA，從而阻止炎癥小體激活和細(xì)胞焦亡，這可能為TNBC的治療提供新的策略。

圖5 IRE1α RNase沉默多西他sai誘導(dǎo)的dsRNA以防止NLRP3炎性小體激活

6. p53的缺失決定了聯(lián)合治療對dsRNA和焦亡的腫瘤特異性誘導(dǎo)

作者探究了阻斷RIDD使多西他sai選擇性誘導(dǎo)癌細(xì)胞中dsRNA的原因。在TNBC中，TP53缺失或突變導(dǎo)致p53無法調(diào)控dsRNA傾向轉(zhuǎn)錄物。恢復(fù)p53表達(dá)可抑制這些轉(zhuǎn)錄本，挽救聯(lián)合治療誘導(dǎo)的dsRNA積累、NLRP3活化、GSDMD裂解及隨后的免疫反應(yīng)。

在TP53-WT的TNBC模型中，聯(lián)合治療未誘導(dǎo)dsRNA和NLRP3-GSDMD焦亡，但Trp53缺失可使其發(fā)生。紫杉烷僅在TP53突變、低IRE1a RNase活性的TNBC患者中誘導(dǎo)dsRNA。總之，p53和IRE1a在轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后水平保護(hù)TNBC中的dsRNA。

圖6 p53的缺失決定了聯(lián)合治療對dsRNA和焦亡的腫瘤特異性誘導(dǎo)

7. ZBP1介導(dǎo)聯(lián)合治療誘導(dǎo)的dsRNAs激活NLRP3炎性小體

作者探究dsRNA如何激活NLRP3炎癥小體，發(fā)現(xiàn)體內(nèi)ds RNA不雖然與純化的NLRP3直接結(jié)合，但聯(lián)合治療誘導(dǎo)的dsRNA與NLRP3間接相關(guān)。敲除RIG-I或MAVS不能挽救聯(lián)合治療的效果。而ZBP1作為ds RNA感受器，能感知Z型ds RNA并激活NLRP3。聯(lián)合治療中，ZBP1表達(dá)上調(diào)，且與dsRNA結(jié)合，介導(dǎo)NLRP3炎癥小體激活和細(xì)胞焦亡。敲除ZBP1則挽救了這些效應(yīng)，表明ZBP1是TNBC中聯(lián)合治療誘導(dǎo)ds RNA激活NLRP3的關(guān)鍵傳感器。

圖7 ZBP1介導(dǎo)聯(lián)合治療誘導(dǎo)的dsRNAs激活NLRP3炎性小體

綜上所述，該研究主要發(fā)現(xiàn)IRE1α在三陰性乳腺癌（TNBC）中的作用，揭示了IRE1α通過調(diào)節(jié)依賴性衰減（RIDD）途徑沉默紫杉烷類藥物誘導(dǎo)的雙鏈RNA（dsRNA），進(jìn)而影響NLRP3炎癥小體依賴的細(xì)胞焦亡。研究還發(fā)現(xiàn)，抑制IRE1α能夠使紫杉烷類藥物誘導(dǎo)的dsRNA被ZBP1感知，激活NLRP3-GSDMD介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡，從而將免疫學(xué)上“冷"的TNBC轉(zhuǎn)化為對免疫檢查點(diǎn)抑制劑（ICIs）高度敏感的免疫原性腫瘤。