今天这篇文章挺有意思的，讲的是线粒体自噬相关的基因和P53通路调控细胞焦亡的故事（这就已经设计了线粒体自噬、P53信号通路和细胞焦亡三条常见的信号通路了，大家还不熟悉的话，可以去看看《信号通路是什么鬼？》系列，复习下）。这篇文章其实是中山大学李轩课题组，申请的2023年的国自然的课题，发表在了11.4分的J Exp Clin Cancer Res上，我们也来看看他们都做了些什么吧：
首先他们做的其实是通过抑制MDM2来激活p53，熟悉p53信号通路的话，应该记得MDM2其实是会通过泛素化降解抑制p53的，所以会有MDM2的抑制剂，促进p53激活来抑制肿瘤。但MDM2在p53信号通路中有个强大的负反馈机制，也就是抑制了MDM2后，会激活p53表达，而p53又能转录激活MDM2（这个回去看看《信号通路是什么鬼？》系列的p53信号通路那几章，可以复习下）。所以有很多时候MDM2抑制剂并不能达到很好的效果：
于是他们首先进行了一轮CRISPR筛库（这个不用多说了吧，也就是通过讲sgRNA库转入细胞，查看细胞死亡表型，这个在《列文虎克读文献》里也讲过），他们发现敲除了ULK1后，会促进细胞对于MDM2抑制的敏感性，也就是说ULK1可能是与MDM2抑制剂的组合潜在靶点：
既然确定了ULK1，那么需要在体内、外进行一系列的表型验证（这个就是柯霍氏法则的验证，通过敲除ULK1来查看肿瘤细胞对于MDM2抑制剂的敏感性，不清楚柯霍氏法则的话可以看看《轻松的文献导读》和《列文虎克读文献》），结果发现，的确ULK1的敲除，可以在体内、外使肿瘤细胞对MDM2抑制剂敏感，也就是促进肿瘤细胞死亡：
那么问题来了，MDM2抑制剂激活p53结合ULK1的敲除，是如何促进细胞死亡的呢？他们发现联合治疗后，肿瘤细胞产生了类似焦亡的细胞形态。他们分析了GSDMD和GSDME的表达情况，结果发现MDM2抑制剂可以促进GSDME的表达，而UKL1的缺失会增加GSDME-N片段的比例（这个就涉及到细胞焦亡了，炎性小体激活了Caspase后，会对GSDME或GSDMD水解，将全长分成了N端和C端，N端的GSDME或GSDMD增多则会聚合上膜形成穿孔促进焦亡，不不清楚细胞焦亡的话，赶紧回去翻翻《信号通路是什么鬼？》系列的焦亡那几章），也就是说p53可能会激活GSDME表达，而ULK1缺失会促进GSDME水解：
那么p53可能会激活GSDME表达，而p53作为一个经典的转录因子，是否是通过结合GSDME启动子后，启动GSDME转录的呢？通过ChIP-seq数据分析发现，MDM2抑制剂使用后，的确能增加GSDME启动子上p53的结合：
那么ULK1缺失是如何导致GSDME水解的呢？GSDME水解肯定会涉及NLRP3炎性小体，而水解GSDME的一般来说是Caspase3/8。由于其他文献研究中表明，上皮衍生细胞也可以通过ROS-NLRP3轴激活非炎性Caspase，于是他们分析了一下ULK1缺失后细胞内ROS的水平，以及NLRP3炎性小体、Caspase3/8的激活，结果发现ROS-NLRP3-Caspase3/8是同步的。而使用NAC抑制ROS产生，可以逆转ULK1缺失后Caspase3/8的裂解和GSDME的激活：
那么ULK1缺失是如何诱导ROS产生的呢？ULK1的话是和线粒体自噬等自噬途径有密切关系的（不清楚线粒体自噬和自噬的话，可以去看看《信号通路是什么鬼？》系列，ULK1/2主要是激活FUNDC1、BNIP3以及ATG13这些关键基因的）他们提出了这样的假设，即当ULK1缺乏时，受损的线粒体积累，导致ROS释放增加，这可能是NLRP3-Caspase信号转导轴激活和GSDME依赖性焦亡的关键机制。于是他们敲减了FUNDC1和Parkin这俩线粒体自噬关键基因，建立线粒体自噬缺陷模型，再使用MDM2抑制剂，结果发现参与线粒体自噬的关键因子的缺乏也可以与p53激活协同诱导焦亡：
这也就是说线粒体自噬所产生的ROS促进了NLRP3激活GSDME的水解，同时MDM2抑制剂促进的p53激活，启动了GSDME的转录。顺铂耐药患者样本中，促线粒体自噬相关的基因活性显著上调。那么敲减ULK1并且促进p53，是不是可以通过抑制线粒体自噬并且激活焦亡，促进顺铂敏感呢?于是他们使用ULK1抑制剂和MDM2抑制剂联用，来验证对顺铂耐药性的分析。结果发现，线粒体自噬缺陷结合p53激活，可以有效逆转铂耐药：
最后就形成了这样一个示意图，首先是MDM2抑制促进了p53表达，同时p53激活了GSDME的转录。而抑制ULK1，则能阻碍线粒体自噬（要知道线粒体自噬是会把损坏了的线粒体，通过自噬进行降解的，从而降低ROS产生，可以去看看《信号通路是什么鬼？》系列复习下），从而产生大量的ROS，ROS产生后激活了NLRP3-Caspase3/8，导致GSDME水解形成GSDME-N，GSDME-N上膜促进了细胞焦亡：
总的来说这篇文章很有意思，通过CRISPR筛选，找到了能协同p53作用的ULK1缺陷，而ULK1的缺陷则能通过p53激活促进细胞焦亡。虽然分别是三个信号通路，但通过推理把线粒体自噬、p53信号通路和细胞焦亡有机地整合在了一起，挺有意思的。好了，今天就先策到这里吧，有兴趣的话可以看看原文，祝你们心明眼亮。
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