(The) role of caspase-10 in cancer pyroptosis

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Liver cancer is the leading cause of cancer mortality worldwide. Despite the improved treatment of HCC, the 5-year survival rate is relatively lower than other cancers, therefore further research to identify a new target is needed.
Caspase-10 is a human-only protein that is highly homologous to caspase-8. Both caspase-10 and caspase-8 are known to activate apoptosis. Given that caspase-10 is highly homologous to caspase-8, it has been reported that there is overlap between the substrate of caspases. However, recent studies reported that caspase-10 might have a distinct role in cancer cell death that differs from that of caspase-8.
To elucidate the mechanism of caspase-10 in cancer, we generated a caspase-10 knock-out cell line and performed RNA-seq analysis. In this study, we identified that caspase-10 induces pyroptosis. We show that caspase-10 mediates pyroptosis by cleaving GSDME under the treatment of sorafenib.
Recently, switching from apoptosis to other types of programmed cell death such as pyroptosis has emerged as a new strategy for cancer treatment.
Our findings suggest that targeting caspase-10 can be a potential therapy for patients with liver cancer.

국문 초록 (Abstract)

간암은 전 세계적으로 높은 사망률을 보이는 암 종이다. 간암에 대한 많
은 치료법이 개발되었지만 암 5년 상대 생존율은 타 암 종에 비해서 낮은
수준을 보이고 있다. 따라서 간암 치료법에 대한 더 많은 연구가 이루어
져야 한다.
Caspase-10은 인간에게만 있는 프로테아제로서, 유전자 서열에 있어
caspase-8과 높은 상동성을 가지고 있다. Caspase-10과 caspase-8은
apoptosis를 유도하는 것으로 이미 알려져 있다. 때문에 이 효소에 대한
기질 또한 비슷할 것으로 생각되고 따라서 비슷한 역할을 할 것으로 생각
되었다. 하지만 최근 연구들에서 caspase-8과 구별되는 caspase-10만
의 역할이 있다고 보고되고 있으며 우리는 이 연구를 통하여 암세포에서
caspase-10의 역할을 규명하고자 하였다.
이를 위해 먼저 간암 세포 주인 HepG2세포를 이용하여 caspase
knock-out 세포 주를 제작하였다. 그 후 제작한 caspase knock-out 세
포 주에 대한 RNA-seq을 수행하였다.
이 연구를 통해 caspase-10이 GSDME를 활성화 시킴으로써 파이롭토
시스를 일으키는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 이러한 세포 사멸은
sorafenib 자극을 주었을 때 유도될 수 있음을 확인할 수 있었다.
이전까지 암 치료 요법으로서 암세포의 apoptosis를 유도하는 방법이
일반적으로 많이 이용되어왔으나, 암세포의 apoptosis 저항성과 같은 한
계점이 존재한다. 근 보고되는 연구에서 암 치료 요법으로서 pyroptosis
와 같은 다른 유형의 세포사멸을 유도하는 것이 새로운 치료방법으로 떠
오르고있다.
이 연구를 통하여 Caspase-10를 조절하는 것이 새로운 간암 치료 방법
이 될 수 있음을 시사하였다.

목차 (Table of Contents)

• ABSTRACT 1
• I. INTRODUCTION 2
• II. MATERIALS AND METHODS 8
• 1. Cell line and cell culture 8
• 2. Generation of Casp10 and Casp8 knockout HepG2 cell line using CRISPR/Cas9 system 8
• 3. Antibodies and reagents 8
• 4. Flow cytometry 9
• 5. Cell proliferation assay 9
• 6. RNA-seq analysis 10
• 7. Western blot analysis 11
• 8. Overexpression of Caspase and GSDME 11
• III. RESULTS 12
• 1. Generation of Caspase Knock-out cell line 12
• 2. Caspase-10 regulates TNF-α induced programmed cell death 17
• 3. Proliferation rates are increased in caspase-10 knock-out HepG2 in steady state 20
• 4.ROS level is increased in caspase-10 knock-out HepG2 under TNF-α stimulation 23
• 5. Chemokines are decreased in caspase-10 knock-out HepG2 under TNF-α stimulation 27
• 6. Caspase-10 cleaves GSDME to induce pyroptosis 29
• 7. Sorafenib induce caspase-10 dependent pyroptosis 31
• IV. DISCUSSION 30
• V. CONCLUSION 32