小细胞肺癌（SCLC）是肺癌的一个独特的病理亚型。该肿瘤分化程度低、恶性度高，同步放化疗是其主要治疗手段。SCLC初期对放疗应答良好，但后续常出现治疗抵抗，进而引发肿瘤复发与转移。明确放射抵抗的关键驱动分子并研发有效的干预策略，对提升患者生存率至关重要。

细胞焦亡是一种程序性细胞死亡，由Gasdermin（GSDM）家族蛋白在细胞膜上形成孔道所诱发。目前学界愈发认识到，细胞焦亡是重要的抑癌机制，具备较高临床应用价值。但多数肿瘤细胞的GSDM蛋白表达水平偏低，难以发生细胞焦亡。

GSDME是GSDM家族亚型，主要表达于上皮细胞。已有大量研究证实，GSDME低表达与肿瘤发生及化疗耐药密切相关。研究表明，上调GSDME表达可恢复肿瘤细胞的焦亡能力，并逆转化疗耐药。关于GSDME的表达调控，除启动子区DNA甲基化导致的转录抑制外，也有研究报道肿瘤组织中存在GSDME蛋白降解现象。

而游离的N端片段是细胞焦亡发生的核心决定因素，目前针对该N端片段稳定性的相关研究较少，同时GSDME介导的细胞焦亡在SCLC放射抵抗中的作用尚不明确。

放射抵抗型SCLC中细胞焦亡被显著抑制，但造成这一现象的具体分子机制仍未阐明。为此，本研究构建诱导型细胞焦亡体系，并开展全基因组无偏向性CRISPR筛选，发现雷帕霉素靶蛋白（mTOR）是调控SCLC细胞焦亡的关键分子。

mTOR存在两种功能复合物，即mTORC1与mTORC2，二者参与调控肿瘤生长、细胞存活及治疗抵抗。结合筛选结果，本研究进一步探究mTOR信号通路对细胞焦亡的影响。

图形摘要（图源自Advanced Science）

研究通过针对GSDME-N的免疫共沉淀联合质谱分析，鉴定出CRL4BE3泛素连接酶复合物的支架蛋白Cullin4B（CUL4B）是其全新互作分子。泛素-蛋白酶体系统（UPS）是细胞内蛋白降解的主要途径，该系统依靠CUL4B等E3泛素连接酶识别特异性底物。

本研究证实，CUL4B可直接结合GSDME-N并对其进行泛素化修饰，使其经蛋白酶体降解，进而阻断细胞焦亡，而这一降解过程正是SCLC产生放射抵抗的重要原因。深入机制研究显示，mTORC2可直接磷酸化GSDME-N，该磷酸化修饰能促进CUL4B与GSDME-N相结合，加剧焦亡效应分子的泛素化与降解。

因此，通过基因手段或药物抑制mTORC2，可阻断GSDME-N磷酸化，减弱其与CUL4B的结合，稳定GSDME-N蛋白，恢复细胞焦亡，使放射抵抗型SCLC细胞重获放疗敏感性。最后，本研究在动物模型及SCLC临床样本中验证了mTORC2-CUL4B-GSDME调控轴的作用，证实该通路可作为潜在治疗靶点。

参考消息：https://doi.org/10.1002/advs.75844