近期，中國科學院合肥物質科學研究院健康與醫學技術研究所戴海明課題組在化療藥物誘導腫瘤細胞焦亡研究方面取得進展。研究人員不僅明確了線粒體外膜蛋白BAK/BAX在化療藥物誘導的細胞焦亡信號通路中的作用，而且首次報導了GSDME Cys407/Cys408棕櫚醯化修飾在化療藥物誘導的細胞焦亡過程中的作用。同時，該研究還發現了藥物誘導的細胞凋亡和細胞焦亡轉換的新機制。相關論文「Chemotherapy-induced Pyroptosis Is Mediated by BAK/BAX-caspase-3-GSDME Pathway and Inhibited by 2-bromopalmitate」發表在Nature出版集團旗下的Cell Death & Disease 雜誌上。
細胞焦亡是一種由Gasdermin蛋白家族介導的促炎性程序性細胞死亡方式，主要形態特徵包括細胞脹大、細胞膜破裂及細胞吹泡等。先前的研究已經證明該家族的GSDME蛋白的活化是caspase-3依賴的，並且GSDME的表達水平與化療藥物引起的細胞死亡方式密切相關，高表達的GSDME誘導細胞發生焦亡，反之細胞則會走向凋亡。但目前關於GSDME介導細胞焦亡發生的調控研究仍比較匱乏。
該研究使用多種化療藥物處理腫瘤細胞，證明化療藥物引起的細胞焦亡是BAK/BAX-caspase-3-GSDME信號通路依賴的。同時，該研究發現在某些化療藥物引發的細胞焦亡過程中，GSDME的活性受到棕櫚醯化修飾的調控，Cys407、Cys408是其潛在的棕櫚醯化修飾位點。進一步的研究發現，棕櫚醯化修飾可能是通過促進活性GSDME-N從抑制性的GSDME-C上解離來促進細胞焦亡發生的。
該研究不僅充實了化療藥物誘導的腫瘤細胞焦亡信號通路，證明了GSDME的翻譯後修飾與其活性的相關性，也為細胞焦亡和細胞凋亡的轉換提供了一個新的思路和未來干預的新靶點。研究在方誌友課題組、王宏志課題組的協助下完成，受到國家自然基金項目、合肥物質科學技術中心項目資助。
GSDME修飾調控化療藥物誘導的細胞焦亡與細胞凋亡的轉化示意圖
來源：中國科學院合肥物質科學研究院