引用本文: 王倩, 趙海濱. GSDMD及caspase-1在乳腺浸潤性導管癌中的表達及其臨床意義. 中國普外基礎與臨床雜志, 2022, 29(6): 768-773. doi: 10.7507/1007-9424.202108084 復制
乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤,也是造成癌癥死亡的主要原因,其中最常見的病理類型為乳腺浸潤性導管癌[1-2]。盡管近些年關于乳腺癌手術及輔助治療的研究日益深入,患者術后生存率較以往升高[3]。但仍有相當一部分患者術后出現復發,預后較差,靶向治療對于多數癌癥有著良好的作用,是近年來的研究熱點,探索乳腺癌新的治療靶點,對于改善乳腺癌患者不良預后有著重要意義[4-6]。有研究[7]發現,活化的半胱天冬酶-1(caspase-1)會參與白介素-18/1β(IL-18/1β)前體的裂解和成熟,并促使膜穿孔蛋白D(gasdermin D,GSDMD)裂解活化,裂解后GSDMD的N端片段(GSDMD-NT)作用在質膜上形成孔洞,造成IL-18/1β的分泌以及滲透壓的失衡,最終導致細胞腫脹、質膜裂解、染色質碎裂和細胞內促炎內容物的釋放。既往研究[8-10]顯示,GSDMD蛋白及caspase-1蛋白在胃癌、結腸癌、肺癌等多種腫瘤細胞中表達,但在不同腫瘤中GSDMD蛋白及caspase-1蛋白的表達水平不同,且對腫瘤的作用也大不相同。然而,目前關于GSDMD蛋白及caspase-1蛋白在乳腺浸潤性導管癌中的表達情況,以及對腫瘤的發生發展有著怎么樣的作用尚不清楚。因此,本研究擬通過分析GSDMD蛋白和caspase-1蛋白在乳腺浸潤性導管癌組織中的表達情況,及與臨床病理特征和患者預后的關系,初步探究GSDMD蛋白和caspase-1蛋白的表達對乳腺浸潤性導管癌患者預后的影響,為乳腺癌的治療提供新的思路。
1 資料與方法
1.1 研究對象
選取中國人民解放軍聯勤保障部隊第九〇四醫院2015年1月至2016年6月期間經根治性切除術且病理學檢查確診為乳腺浸潤性導管癌的女性患者77例作為研究對象,患者年齡為24~85歲,中位年齡為49歲;臨床分期Ⅰ期20例,Ⅱ期36例,Ⅲ期21例;有淋巴結轉移28例,無淋巴結轉移患者49例。 同時在77例患者中配對選取了20例癌旁乳腺組織作為對照。
1.2 納入標準和排除標準
納入標準:① 患者均為女性,進行了乳腺癌根治切除手術;② 術后病理學檢查提示為乳腺浸潤性導管癌;③ 輔助檢查完善;④ 術前未進行新輔助治療;⑤ 術后隨訪資料完整。排除標準:① 合并其他腫瘤患者;② 進行保乳手術及術后放療;③ 合并全身免疫系統疾病;④ 圍手術期死亡患者; ⑤ 資料不完整者。
1.3 主要試劑
① 一抗:兔抗人caspase-1 抗體和兔抗人GSDMD 抗體,工作濃度均為1∶100,購自美國Proteintech公司。② 二抗:辣根過氧化物還原酶和山羊抗鼠/兔IgG聚合物,購自中杉金橋公司。 ③ EDTA抗原修復液和DAB濃縮液+稀釋液購自中杉金橋公司。
1.4 乳腺癌組織及其癌旁組織中caspase-1及GSDMD蛋白表達的檢測
采用免疫組織化學SP法檢測。 取包埋的乳腺癌組織及其癌旁組織蠟塊切片、烘片、脫蠟后,按免疫組織化學SP法試劑盒說明分別檢測乳腺癌組織及其癌旁組中的caspase-1和GSDMD蛋白的表達。以說明書上提供的已知組織切片的陽性染色結果作為陽性對照;相同步驟下使用PBS緩沖溶液代替一抗作為陰性對照。
1.5 結果判定
caspase-1及GSDMD蛋白陽性表達定位于細胞質,呈黃色或棕黃色染色。隨機選5個視野進行陽性細胞計數與染色程度的判斷(×400),采用半定量積分法由兩名病理科醫生判定[11]。 染色程度評分標準:0分,未染色;1分,輕度染色,呈淡黃色;2分,中度染色,呈黃色;3分,深度染色,呈棕黃色。陽性染色細胞比例判定標準:陽性染色細胞<5%為0分;5%~25%為1分;25%~50%為2分;50%~75%為3分;>75%為4分。以染色深度與染色細胞比例得分的乘積作為判定結果,然后以GSDMD蛋白表達的平均得分為界值將患者分為2組,本研究77例乳腺癌患者的GSDMD蛋白表達的平均得分為5.21分,因此將<5.21分判定為低表達,≥5.21分判定為高表達。 caspase-1蛋白表達評分以<6分為低表達,≥6分為高表達[12]。
1.6 隨訪
對本研究納入病例均采用電話及門診進行隨訪,隨訪截止日期2020年12月31日。預后評價指標為總體生存時間(overall survival,OS):定義為從手術開始至死亡的時間。
1.7 統計學方法
使用IBM SPSS 23.0統計軟件進行分析。計量資料(年齡、隨訪時間及OS)以中位數表示。計數資料以“例(%)”表示,使用成組或配對卡方檢驗;相關性使用Cramer’s V檢驗;使用Kaplan-Meier分析法繪制生存曲線,采用log-rank檢驗進行單因素生存分析;多因素分析采用Cox比例風險回歸生存分析。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 GSDMD和caspase-1蛋白在乳腺癌組織及其癌旁組織中的表達情況
GSDMD和caspase-1蛋白主要表達于細胞質。癌旁組織中GSDMD及caspase-1蛋白高表達者的占比均高于乳腺癌組織(P<0.05),見圖1和表1。GSDMD蛋白和caspase-1蛋白在乳腺癌組織中的表達呈正相關關系(V=0.312,P<0.05),見表2。

a:GSDMD蛋白在乳腺癌組織中的表達; b:GSDMD蛋白在癌旁組織中的表達;c:caspase-1蛋白在乳腺癌組織中的表達;d:caspase-1蛋白在癌旁組織中的表達


2.2 乳腺癌組織中GSDMD及caspase-1蛋白表達與其臨床病理特征的關系
結果見表3。由表3可見, GSDMD蛋白的表達與腫瘤大小、淋巴轉移、TNM分期、雌激素受體(estrogen receptor,ER)表達、孕激素受體(progesterone receptor,PR)表達和Ki-67表達有關(P<0.05),而與患者年齡、腫瘤分化程度和人表皮生長因子受體2(human epidermal growth factor receptor 2,HER2)表達無關(P>0.05);caspase-1蛋白的表達與淋巴轉移、TNM分期、ER表達和PR表達有關(P<0.5),但與患者年齡、腫瘤分化程度、腫瘤大小、HER2表達和Ki-67表達無關(P>0.05)。

2.3 乳腺癌患者預后的影響因素分析
對本研究納入患者進行隨訪,隨訪時間6~72個月,中位隨訪時間為61個月,其中死亡14例,存活55例,失訪8例。患者的中位OS時間為72個月,1年生存率為100%,3年生存率為97.2%,5年生存率為82.0%(圖2a)。單因素分析結果顯示,乳腺癌患者的生存時間與淋巴轉移、TNM分期、PR表達、GSDMD蛋白表達、caspase-1蛋白表達和Ki-67表達相關(P<0.05),見表4。Kaplan-Meier分析結果顯示,GSDMD和caspase-1蛋白的表達水平與乳腺癌患者預后相關(P<0.05),見圖2b和2c。Cox多因素分析結果顯示,GSDMD蛋白低表達和caspase-1蛋白低表達是影響乳腺癌患者預后的獨立危險因素(表5)。



3 討論
既往研究結果[13-14]顯示,GSDMD作為炎癥通路因子在肺癌、結腸癌、胃癌等腫瘤中的表達水平會對患者預后產生影響,但關于其對于腫瘤發生及生長的作用仍存在爭議。Wang等[8]研究胃癌時發現,當GSDMD過表達時,會抑制ERK1/2、STAT3 和 PI3K/AKT 通路的表達,以及通過調節細胞周期蛋白 A2 和周期蛋白依賴激酶(CDK2)的轉錄,來抑制細胞周期從S期到G2期的轉變,從而降低胃癌細胞的增殖能力。 但Gao等[10]研究發現,肺癌中GSDMD的高表達會通過PI3K/AKT通路刺激肺癌細胞的增殖,低表達的GSDMD患者反而有著更好的預后。Liu等[15]在腦膠質瘤組織中發現GSDMD高表達與WHO病理分級有關,還與患者較短的生存期有關,并且GSDMD的表達水平與腦膠質瘤中的免疫細胞(如巨噬細胞、中性粒細胞等)浸潤相關。本研究結果顯示,相較于癌旁組織,乳腺癌組織中GSDMD蛋白高表達者占比明顯降低(P<0.05),乳腺癌組織中GSDMD高表達者占比為58.4%(45/77),癌旁組織中高表達者占比為85.0%(17/20),與其配對的乳腺癌組織中高表達者占比為45.0%(9/20)。Peng等[11]在膀胱癌中通過細胞實驗發現,GSDMD的上調會引起Ki-67 表達為特征的腫瘤細胞的增殖能力變強。而在本研究中發現,GSDMD低表達的乳腺癌患者,其腫瘤直徑≥2 cm者的占比更大,腫瘤增殖指標Ki-67高表達者占比更高,提示GSDMD的表達可能參與了腫瘤的增殖;同時,GSDMD低表達患者中ER和PR陽性表達者占比更低,提示GSDMD蛋白可能也參與了乳腺癌中雌孕激素代謝的過程。并且,本研究還發現乳腺癌組織中的GSDMD表達與淋巴結轉移及TNM分期有關, Kaplan-Meier生存分析結果顯示,GSDMD蛋白低表達相較高表達患者的預后更差,Cox多因素分析結果顯示GSDMD蛋白低表達是影響乳腺癌患者預后的獨立危險因素,提示GSDMD的表達可能參與了乳腺癌轉移進展。 綜上所述,GSDMD的低表達可能影響腫瘤的生長及轉移,并且預示著乳腺癌患者的較差預后。
caspase-1是目前研究最充分的半胱天冬酶之一,caspase-1以非活化分子形式存在于組織中,活化后對白介素IL-18及IL-1β前體進行激活,啟動炎癥反應[16]。既往研究表明,caspase-1對腫瘤的發生發展具有兩面性,一方面可以通過誘導炎癥造成活性氧(reactive oxygen species,ROS)及活性氮(reactive nitrogen species,RNS)釋放、DNA修復的損傷以及誘導核因子kB(nuclear factor kB,NF-kB)和信號傳導及轉錄激活蛋白3的激活促進腫瘤的發生發展[17];另一方面在結腸癌和前列腺癌中caspase-1的表達缺乏促進了腫瘤的進展,可能與caspase-1的過表達促進細胞焦亡的發生抑制了腫瘤細胞的生長有關[18-19]。目前,caspase-1在乳腺癌中的研究較少。Sun等[20]研究顯示,通過caspase-1抑制劑Ac-YVAD-CMK處理乳腺癌細胞后,發現抑制caspase-1能夠促進乳腺癌細胞的增殖及侵襲,而細胞凋亡水平會下降。本研究發現,乳腺癌組織中caspase-1蛋白的低表達與患者淋巴轉移、TNM分期、ER表達及PR表達相關,并且Kaplan-Meier生存分析結果顯示caspase-1低表達的患者較高表達患者的預后更差,Cox多因素分析顯示caspase-1低表達是影響乳腺癌患者預后的獨立危險因素。 綜上所述,caspase-1在乳腺癌的發生發展及侵襲中可能起著重要作用并且影響患者的預后,與之前的研究結果[20]一致。
既往研究[21-22]發現,GSDMD 是激活的 caspase-1/4/5/11 的底物, NOD樣受體熱蛋白結構域相關蛋白1/3(Nod-like receptor pyrin domain containing 1/3,NLRP1/3)募集并激活caspase-1裂解GSDMD,觸發細胞焦亡的發生,使得caspase-1/GSDMD途徑被稱為經典途徑,而非經典途徑是由脂多糖募集激活caspase-4/5/11,造成GSDMD裂解而觸發炎癥因子的釋放,導致焦亡的發生。Yang等[23]通過子宮內膜癌細胞實驗發現,細胞中ROS/NLRP3/caspase-1/GSDMD通路的激活會抑制子宮內膜癌細胞的生長。Yue等[24]研究口腔鱗癌時發現,花青素可以通過激活口腔鱗癌細胞的NLRP3/caspase-1/GSDMD信號通路,降低口腔鱗狀細胞癌細胞的活性,并抑制了癌細胞的遷移與侵襲能力。在本研究中發現,GSDMD及caspase-1在乳腺癌組織中的表達都與淋巴轉移及TNM分期有關,同時兩者低表達都與患者不良的預后有關,并且通過相關性分析提示caspase-1與GSDMD蛋白在乳腺癌組織中的表達呈正相關性,因此初步推斷兩者可能也存在某種機制聯系。 本研究只是初步通過免疫組化方法檢測了caspase-1和GSDMD蛋白表達并分析其與患者臨床病理特征及預后的關系,其具體的分子機制還需進一步研究。因本研究中的樣本量較少且系單中心研究,使得結果可能存在偏倚。故相關的進一步的內在分子生物學機制有待進一步研究。
綜上所述,在乳腺浸潤性導管癌中caspase-1及GSDMD低表達,與腫瘤的大小、ER表達、PR表達、淋巴結轉移及TNM分期相關,并且caspase-1及GSDMD低表達提示著患者不良的預后,是影響乳腺癌患者預后的獨立危險因素,caspase-1和GSDMD蛋白可能作為預測乳腺癌患者預后不良的一個參考因素,并為乳腺癌的分子靶向治療提供一個潛在的治療靶點。
重要聲明
利益沖突:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:本課題由王倩設計,研究過程由王倩操作完成,隨訪由王倩和趙海濱完成,數據分析由王倩完成,論文書寫與修改由王倩和趙海濱完成。
倫理聲明:本研究已通過中國人民解放軍聯勤保障部隊第九〇四醫院倫理委員會的審批(批文編號:2021-01-30)。
乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤,也是造成癌癥死亡的主要原因,其中最常見的病理類型為乳腺浸潤性導管癌[1-2]。盡管近些年關于乳腺癌手術及輔助治療的研究日益深入,患者術后生存率較以往升高[3]。但仍有相當一部分患者術后出現復發,預后較差,靶向治療對于多數癌癥有著良好的作用,是近年來的研究熱點,探索乳腺癌新的治療靶點,對于改善乳腺癌患者不良預后有著重要意義[4-6]。有研究[7]發現,活化的半胱天冬酶-1(caspase-1)會參與白介素-18/1β(IL-18/1β)前體的裂解和成熟,并促使膜穿孔蛋白D(gasdermin D,GSDMD)裂解活化,裂解后GSDMD的N端片段(GSDMD-NT)作用在質膜上形成孔洞,造成IL-18/1β的分泌以及滲透壓的失衡,最終導致細胞腫脹、質膜裂解、染色質碎裂和細胞內促炎內容物的釋放。既往研究[8-10]顯示,GSDMD蛋白及caspase-1蛋白在胃癌、結腸癌、肺癌等多種腫瘤細胞中表達,但在不同腫瘤中GSDMD蛋白及caspase-1蛋白的表達水平不同,且對腫瘤的作用也大不相同。然而,目前關于GSDMD蛋白及caspase-1蛋白在乳腺浸潤性導管癌中的表達情況,以及對腫瘤的發生發展有著怎么樣的作用尚不清楚。因此,本研究擬通過分析GSDMD蛋白和caspase-1蛋白在乳腺浸潤性導管癌組織中的表達情況,及與臨床病理特征和患者預后的關系,初步探究GSDMD蛋白和caspase-1蛋白的表達對乳腺浸潤性導管癌患者預后的影響,為乳腺癌的治療提供新的思路。
1 資料與方法
1.1 研究對象
選取中國人民解放軍聯勤保障部隊第九〇四醫院2015年1月至2016年6月期間經根治性切除術且病理學檢查確診為乳腺浸潤性導管癌的女性患者77例作為研究對象,患者年齡為24~85歲,中位年齡為49歲;臨床分期Ⅰ期20例,Ⅱ期36例,Ⅲ期21例;有淋巴結轉移28例,無淋巴結轉移患者49例。 同時在77例患者中配對選取了20例癌旁乳腺組織作為對照。
1.2 納入標準和排除標準
納入標準:① 患者均為女性,進行了乳腺癌根治切除手術;② 術后病理學檢查提示為乳腺浸潤性導管癌;③ 輔助檢查完善;④ 術前未進行新輔助治療;⑤ 術后隨訪資料完整。排除標準:① 合并其他腫瘤患者;② 進行保乳手術及術后放療;③ 合并全身免疫系統疾病;④ 圍手術期死亡患者; ⑤ 資料不完整者。
1.3 主要試劑
① 一抗:兔抗人caspase-1 抗體和兔抗人GSDMD 抗體,工作濃度均為1∶100,購自美國Proteintech公司。② 二抗:辣根過氧化物還原酶和山羊抗鼠/兔IgG聚合物,購自中杉金橋公司。 ③ EDTA抗原修復液和DAB濃縮液+稀釋液購自中杉金橋公司。
1.4 乳腺癌組織及其癌旁組織中caspase-1及GSDMD蛋白表達的檢測
采用免疫組織化學SP法檢測。 取包埋的乳腺癌組織及其癌旁組織蠟塊切片、烘片、脫蠟后,按免疫組織化學SP法試劑盒說明分別檢測乳腺癌組織及其癌旁組中的caspase-1和GSDMD蛋白的表達。以說明書上提供的已知組織切片的陽性染色結果作為陽性對照;相同步驟下使用PBS緩沖溶液代替一抗作為陰性對照。
1.5 結果判定
caspase-1及GSDMD蛋白陽性表達定位于細胞質,呈黃色或棕黃色染色。隨機選5個視野進行陽性細胞計數與染色程度的判斷(×400),采用半定量積分法由兩名病理科醫生判定[11]。 染色程度評分標準:0分,未染色;1分,輕度染色,呈淡黃色;2分,中度染色,呈黃色;3分,深度染色,呈棕黃色。陽性染色細胞比例判定標準:陽性染色細胞<5%為0分;5%~25%為1分;25%~50%為2分;50%~75%為3分;>75%為4分。以染色深度與染色細胞比例得分的乘積作為判定結果,然后以GSDMD蛋白表達的平均得分為界值將患者分為2組,本研究77例乳腺癌患者的GSDMD蛋白表達的平均得分為5.21分,因此將<5.21分判定為低表達,≥5.21分判定為高表達。 caspase-1蛋白表達評分以<6分為低表達,≥6分為高表達[12]。
1.6 隨訪
對本研究納入病例均采用電話及門診進行隨訪,隨訪截止日期2020年12月31日。預后評價指標為總體生存時間(overall survival,OS):定義為從手術開始至死亡的時間。
1.7 統計學方法
使用IBM SPSS 23.0統計軟件進行分析。計量資料(年齡、隨訪時間及OS)以中位數表示。計數資料以“例(%)”表示,使用成組或配對卡方檢驗;相關性使用Cramer’s V檢驗;使用Kaplan-Meier分析法繪制生存曲線,采用log-rank檢驗進行單因素生存分析;多因素分析采用Cox比例風險回歸生存分析。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 GSDMD和caspase-1蛋白在乳腺癌組織及其癌旁組織中的表達情況
GSDMD和caspase-1蛋白主要表達于細胞質。癌旁組織中GSDMD及caspase-1蛋白高表達者的占比均高于乳腺癌組織(P<0.05),見圖1和表1。GSDMD蛋白和caspase-1蛋白在乳腺癌組織中的表達呈正相關關系(V=0.312,P<0.05),見表2。

a:GSDMD蛋白在乳腺癌組織中的表達; b:GSDMD蛋白在癌旁組織中的表達;c:caspase-1蛋白在乳腺癌組織中的表達;d:caspase-1蛋白在癌旁組織中的表達


2.2 乳腺癌組織中GSDMD及caspase-1蛋白表達與其臨床病理特征的關系
結果見表3。由表3可見, GSDMD蛋白的表達與腫瘤大小、淋巴轉移、TNM分期、雌激素受體(estrogen receptor,ER)表達、孕激素受體(progesterone receptor,PR)表達和Ki-67表達有關(P<0.05),而與患者年齡、腫瘤分化程度和人表皮生長因子受體2(human epidermal growth factor receptor 2,HER2)表達無關(P>0.05);caspase-1蛋白的表達與淋巴轉移、TNM分期、ER表達和PR表達有關(P<0.5),但與患者年齡、腫瘤分化程度、腫瘤大小、HER2表達和Ki-67表達無關(P>0.05)。

2.3 乳腺癌患者預后的影響因素分析
對本研究納入患者進行隨訪,隨訪時間6~72個月,中位隨訪時間為61個月,其中死亡14例,存活55例,失訪8例。患者的中位OS時間為72個月,1年生存率為100%,3年生存率為97.2%,5年生存率為82.0%(圖2a)。單因素分析結果顯示,乳腺癌患者的生存時間與淋巴轉移、TNM分期、PR表達、GSDMD蛋白表達、caspase-1蛋白表達和Ki-67表達相關(P<0.05),見表4。Kaplan-Meier分析結果顯示,GSDMD和caspase-1蛋白的表達水平與乳腺癌患者預后相關(P<0.05),見圖2b和2c。Cox多因素分析結果顯示,GSDMD蛋白低表達和caspase-1蛋白低表達是影響乳腺癌患者預后的獨立危險因素(表5)。



3 討論
既往研究結果[13-14]顯示,GSDMD作為炎癥通路因子在肺癌、結腸癌、胃癌等腫瘤中的表達水平會對患者預后產生影響,但關于其對于腫瘤發生及生長的作用仍存在爭議。Wang等[8]研究胃癌時發現,當GSDMD過表達時,會抑制ERK1/2、STAT3 和 PI3K/AKT 通路的表達,以及通過調節細胞周期蛋白 A2 和周期蛋白依賴激酶(CDK2)的轉錄,來抑制細胞周期從S期到G2期的轉變,從而降低胃癌細胞的增殖能力。 但Gao等[10]研究發現,肺癌中GSDMD的高表達會通過PI3K/AKT通路刺激肺癌細胞的增殖,低表達的GSDMD患者反而有著更好的預后。Liu等[15]在腦膠質瘤組織中發現GSDMD高表達與WHO病理分級有關,還與患者較短的生存期有關,并且GSDMD的表達水平與腦膠質瘤中的免疫細胞(如巨噬細胞、中性粒細胞等)浸潤相關。本研究結果顯示,相較于癌旁組織,乳腺癌組織中GSDMD蛋白高表達者占比明顯降低(P<0.05),乳腺癌組織中GSDMD高表達者占比為58.4%(45/77),癌旁組織中高表達者占比為85.0%(17/20),與其配對的乳腺癌組織中高表達者占比為45.0%(9/20)。Peng等[11]在膀胱癌中通過細胞實驗發現,GSDMD的上調會引起Ki-67 表達為特征的腫瘤細胞的增殖能力變強。而在本研究中發現,GSDMD低表達的乳腺癌患者,其腫瘤直徑≥2 cm者的占比更大,腫瘤增殖指標Ki-67高表達者占比更高,提示GSDMD的表達可能參與了腫瘤的增殖;同時,GSDMD低表達患者中ER和PR陽性表達者占比更低,提示GSDMD蛋白可能也參與了乳腺癌中雌孕激素代謝的過程。并且,本研究還發現乳腺癌組織中的GSDMD表達與淋巴結轉移及TNM分期有關, Kaplan-Meier生存分析結果顯示,GSDMD蛋白低表達相較高表達患者的預后更差,Cox多因素分析結果顯示GSDMD蛋白低表達是影響乳腺癌患者預后的獨立危險因素,提示GSDMD的表達可能參與了乳腺癌轉移進展。 綜上所述,GSDMD的低表達可能影響腫瘤的生長及轉移,并且預示著乳腺癌患者的較差預后。
caspase-1是目前研究最充分的半胱天冬酶之一,caspase-1以非活化分子形式存在于組織中,活化后對白介素IL-18及IL-1β前體進行激活,啟動炎癥反應[16]。既往研究表明,caspase-1對腫瘤的發生發展具有兩面性,一方面可以通過誘導炎癥造成活性氧(reactive oxygen species,ROS)及活性氮(reactive nitrogen species,RNS)釋放、DNA修復的損傷以及誘導核因子kB(nuclear factor kB,NF-kB)和信號傳導及轉錄激活蛋白3的激活促進腫瘤的發生發展[17];另一方面在結腸癌和前列腺癌中caspase-1的表達缺乏促進了腫瘤的進展,可能與caspase-1的過表達促進細胞焦亡的發生抑制了腫瘤細胞的生長有關[18-19]。目前,caspase-1在乳腺癌中的研究較少。Sun等[20]研究顯示,通過caspase-1抑制劑Ac-YVAD-CMK處理乳腺癌細胞后,發現抑制caspase-1能夠促進乳腺癌細胞的增殖及侵襲,而細胞凋亡水平會下降。本研究發現,乳腺癌組織中caspase-1蛋白的低表達與患者淋巴轉移、TNM分期、ER表達及PR表達相關,并且Kaplan-Meier生存分析結果顯示caspase-1低表達的患者較高表達患者的預后更差,Cox多因素分析顯示caspase-1低表達是影響乳腺癌患者預后的獨立危險因素。 綜上所述,caspase-1在乳腺癌的發生發展及侵襲中可能起著重要作用并且影響患者的預后,與之前的研究結果[20]一致。
既往研究[21-22]發現,GSDMD 是激活的 caspase-1/4/5/11 的底物, NOD樣受體熱蛋白結構域相關蛋白1/3(Nod-like receptor pyrin domain containing 1/3,NLRP1/3)募集并激活caspase-1裂解GSDMD,觸發細胞焦亡的發生,使得caspase-1/GSDMD途徑被稱為經典途徑,而非經典途徑是由脂多糖募集激活caspase-4/5/11,造成GSDMD裂解而觸發炎癥因子的釋放,導致焦亡的發生。Yang等[23]通過子宮內膜癌細胞實驗發現,細胞中ROS/NLRP3/caspase-1/GSDMD通路的激活會抑制子宮內膜癌細胞的生長。Yue等[24]研究口腔鱗癌時發現,花青素可以通過激活口腔鱗癌細胞的NLRP3/caspase-1/GSDMD信號通路,降低口腔鱗狀細胞癌細胞的活性,并抑制了癌細胞的遷移與侵襲能力。在本研究中發現,GSDMD及caspase-1在乳腺癌組織中的表達都與淋巴轉移及TNM分期有關,同時兩者低表達都與患者不良的預后有關,并且通過相關性分析提示caspase-1與GSDMD蛋白在乳腺癌組織中的表達呈正相關性,因此初步推斷兩者可能也存在某種機制聯系。 本研究只是初步通過免疫組化方法檢測了caspase-1和GSDMD蛋白表達并分析其與患者臨床病理特征及預后的關系,其具體的分子機制還需進一步研究。因本研究中的樣本量較少且系單中心研究,使得結果可能存在偏倚。故相關的進一步的內在分子生物學機制有待進一步研究。
綜上所述,在乳腺浸潤性導管癌中caspase-1及GSDMD低表達,與腫瘤的大小、ER表達、PR表達、淋巴結轉移及TNM分期相關,并且caspase-1及GSDMD低表達提示著患者不良的預后,是影響乳腺癌患者預后的獨立危險因素,caspase-1和GSDMD蛋白可能作為預測乳腺癌患者預后不良的一個參考因素,并為乳腺癌的分子靶向治療提供一個潛在的治療靶點。
重要聲明
利益沖突:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:本課題由王倩設計,研究過程由王倩操作完成,隨訪由王倩和趙海濱完成,數據分析由王倩完成,論文書寫與修改由王倩和趙海濱完成。
倫理聲明:本研究已通過中國人民解放軍聯勤保障部隊第九〇四醫院倫理委員會的審批(批文編號:2021-01-30)。