在这项研究中，我们证明了MOMP的参与导致免疫原性mtRNA物种释放到胞质溶胶中，并且刽子手胱天蛋白酶-3和-7抑制其细胞检测。用各种凋亡剂处理casp3/7抑制的肿瘤细胞，通过MDA5/MAVS/IRF3胞质dsRNA抗病毒信号轴诱导IFN-β的有效产生。利用这一信号轴，我们在体外证明了肿瘤固有的I型IFN信号在STING缺陷肿瘤细胞模型中的重新激活。最后，我们确定了依赖mtRNA的I型IFN产生刺激CD8+体内免疫难治性肿瘤的t细胞抗肿瘤免疫。
Casp3/7先前已被确定为在CICD期间防止STING依赖性IFN信号传导中起关键作用4,30,33,34。这项研究中提供的数据拓宽了这些发现，因为我们表明，在CICD期间，通过mtRNA激活MAVS，IFN信号在STING缺陷型癌症中也是可能的。值得注意的是，我们证实了本研究中使用的模型在RNA降解体蛋白PNPase或SUV3中没有功能缺失突变，这将导致人工高mtdsRNA物种8。A375和SK-MEL-28细胞含有野生型SUV3和PNP酶。Colo205细胞中含有T130A突变PNPT1但是我们没有发现这种变异改变PNP酶活性的证据。也就是说，其他模型系统中的证据表明，在CICD期间，sting是IFN信号的主要驱动因素16,33,34,46可能是由这些模型中MAVS途径的下调所驱动的(这种现象在人类肿瘤中被认为是罕见的)。此外，根据细胞的代谢需求，线粒体RNA的量在总RNA的5%至30%之间变化47。如果CICD被激活，某些具有较高mtRNA合成速率或在mtRNA-MAVS信号传导的其他尚未确定的决定因素中具有改变的细胞类型可能会被MAVS依赖的信号传导所不同地引发。
我们的结果确定casp3/7是在细胞凋亡中限制mtRNA炎症信号所必需的，但casp3/7抑制这一途径的精确分子机制仍有待阐明。Degrabase是一个公开可用的蛋白质组学数据库，描述了在各种凋亡背景下胱天蛋白酶介导的降解的目标48。对照本研究中鉴定的mtRNA信号通路交叉参考Degrabase数据集，揭示了MAVS和IRF3是Jurkat T细胞淋巴瘤细胞中凋亡胱天蛋白酶裂解的潜在相关靶点。此外，在THP-1急性单核细胞白血病细胞的病毒感染和凋亡过程中，casp3/7被鉴定为蛋白水解靶向cGAS、MAVS和IRF349。因此，我们发现在凋亡的A375细胞中，IRF3和MAVS都被胱天蛋白酶切割。5a, b).有趣的是，半胱天冬酶抗性IRF3的表达D121/125A还有MAVSD429/490AA375细胞中的突变体在凋亡刺激下不激活IFN信号(补充图。5c).这些数据表明，虽然MAVS和IRF3被胱天蛋白酶切割，但它们不可能是凋亡中抑制mtRNA信号的唯一蛋白。一种解释可能是MAVS和IRF3以外的信号通路的多个成员被降解。或者，其他人注意到抑制casp3/7也可能通过减缓MOMP后的细胞清除动力学来促进IFN的产生，从而为识别mtRNA和IFN-β转录的发生提供足够的时间4,5。不管起作用的确切机制是什么，我们的结果证实了对胱天蛋白酶-3和-7的遗传或药理学抑制开启了肿瘤细胞凋亡过程中mtRNA信号的炎症潜能。
这项研究揭示了刽子手半胱天冬酶通过抑制mtRNA炎症信号维持凋亡作为一种免疫沉默的程序性细胞死亡途径的重要和基础作用。已知化疗和靶向治疗剂特异性地参与凋亡，作为肿瘤细胞死亡的主要模式50。抑制casp3/7的免疫抑制功能能够在接受各种细胞毒性化疗药物治疗的癌细胞中激活mtRNA依赖性病毒模拟。我们通过在两种不同类型的免疫冷肿瘤模型中建立信号轴，评估了mtRNA依赖的I型IFN信号在癌症中的治疗相关性。首先，我们确定了在通过cGAS/STING途径传递信号的能力有缺陷的人类癌细胞系中，mtRNA是一种有效的激动剂，能够重新激活I型IFN的产生和随后的免疫监测。第二，我们确定了对单一试剂免疫检查点抑制难治的体内肿瘤模型，mtRNA依赖性I型IFN产生足以激活抗肿瘤免疫并恢复对抗PD1治疗的反应性。从翻译的角度来看，据我们所知，这些发现提供了第一个基于机制的全身药理学策略来诱导肿瘤特异性的cGAS/STING非依赖性I型IFN产生。因此，当与细胞毒性或靶向化疗联合使用时，Casp3/7抑制可作为一种广泛有用的策略，用于激活治疗性抗肿瘤免疫或增强补充性免疫治疗策略(如检查点抑制)的活性。
