引言非小细胞肺癌NSCLC的临床治疗目前仍存在诸多难点与瓶颈。细胞焦亡是一类具有促炎特性的程序性细胞死亡方式该过程的激活依赖NLRP3炎症小体对胞质线粒体DNAmtDNA的识别与响应。南京师范大学Hu Zhigang、Guo Zhigang教授团队与南京大学Yang Lindong教授团队开展联合研究刊发了题为《APE1 inhibition-promoted pyroptosis triggers T-cell infiltration and enhances anti-tumor immunity in NSCLC》的文章。该课题组前期研究已证实缺失DNA修复蛋白APE1能够诱导非小细胞肺癌发生细胞焦亡但其潜在分子机制尚未明确。该合作研究进一步揭示了具体作用机制抑制APE1表达会导致肿瘤细胞胞质内mtDNA大量累积继而激活NLRP3-caspase-3-GSDME信号通路有效触发NSCLC细胞焦亡同时可显著促进T细胞浸润肿瘤组织强化机体抗肿瘤免疫应答为NSCLC免疫治疗提供了全新的作用靶点与理论依据。一、材料与方法一细胞与动物模型人NSCLC细胞系A549、NCI-H460小鼠肺癌细胞LLCC57BL/6小鼠构建同种移植瘤模型B-NDG免疫缺陷小鼠构建人源化模型并回输人PBMC。二APE1敲低与干预shRNA稳定转染构建APE1敲低APE1-KD细胞模型采用NLRP3抑制剂MCC950、EtBr耗竭mtDNA、TNF-α、阿霉素及小分子化合物CRT进行干预。三细胞焦亡检测- 形态学观察细胞肿胀、膜泡形成- Hoechst/PI染色评估膜完整性- LDH释放实验定量细胞膜损伤- ELISA检测IL-18、IFN-γ、IL-2、CCL5、CXCL10等因子- Western blot检测NLRP3、caspase-8、caspase-3、GSDME及其剪切形式。四胞质DNA定量与定位qPCR与免疫荧光检测胞质dsDNA、mtDNA水平与分布共聚焦显微镜观察NLRP3与胞质DNA共定位。五转录组与通路分析RNA测序结合基因集富集分析GSEA解析差异通路验证AIM2、cGAS-STING等通路活化状态。六体内抗肿瘤与免疫评价监测肿瘤体积与生长速率ELISA检测血清IFN-γ免疫组化/流式分析肿瘤组织T细胞等免疫浸润。二、结果一抑制APE1诱导NSCLC细胞典型焦亡APE1-KD细胞呈现肿胀、膜出泡等焦亡形态LDH释放显著增加PI阳性细胞比例上升上清中IL-18、IFN-γ、CCL5、CXCL10等促炎因子与趋化因子升高。Western blot证实caspase-3特异性活化、GSDME N端剪切片段累积不影响GSDMA-D及caspase-1提示GSDME依赖性焦亡。靶向APE1通过激活NLRP3–caspase-3–GSDME通路促进细胞焦亡二mtDNA胞质积聚是APE1抑制触发焦亡的关键GSEA提示APE1-KD富集DNA结合与损伤应答通路胞质dsDNA及mtDNA水平显著上升EtBr耗竭mtDNA可逆转caspase-3活化与GSDME剪切证实mtDNA泄漏为上游关键事件。三NLRP3-caspase-8-caspase-3-GSDME通路介导焦亡NLRP3与胞质dsDNA共定位显著增强NLRP3、caspase-8表达上调敲低NLRP3、caspase-8或caspase-3均降低GSDME剪切MCC950抑制该通路活化。AIM2与cGAS-STING无明显改变提示通路特异性。TNF-α、阿霉素或CRT可协同增强APE1-KD细胞焦亡水平。四抑制APE1在体内抑制肿瘤并增强抗肿瘤免疫同种移植瘤模型中APE1-D组肿瘤生长显著受抑血清IFN-γ升高肿瘤免疫浸润增强NLRP3敲低可逆转上述效应。人源化小鼠中APE1-KD联合PBMC组肿瘤最小细胞因子最高免疫浸润最显著伴随NLRP3、cleaved-caspase-8/3、GSDME-N上调。三、总结该研究首次系统阐明APE1调控NSCLC焦亡与免疫的完整机制APE1抑制导致mtDNA修复障碍氧化mtDNA释放至胞质被NLRP3识别并组装炎症小体依次活化caspase-8、caspase-3剪切GSDME形成膜孔引发焦亡释放的趋化因子与促炎因子招募并激活T细胞增强抗肿瘤免疫。该通路不依赖经典caspase-1/GSDMD轴揭示caspase-3/GSDME在肺癌焦亡中的主导作用。APE1高表达可能通过抑制焦亡介导免疫抑制靶向APE1有望将免疫抑制肿瘤微环境重编程为免疫激活状态与免疫检查点抑制剂联用提升疗效。该研究为APE1抑制剂研发与NSCLC联合免疫策略提供实验基础与理论支撑。