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SHP2 potentiates anti-PD-1 effectiveness through intervening cell pyroptosis resistance in triple-negative breast cancer - 11/11/23

Doi : 10.1016/j.biopha.2023.115797 
Chao Chen a, Yuanyuan Cheng b, Haoqi Lei b, Xuefei Feng b, Hongxia Zhang b, Lingling Qi b, Jufeng Wan b, Haiying Xu b, Xin Zhao b, , Yan Zhang b, , Baofeng Yang a,
a Department of Pharmacology, College of Basic Medical Sciences, Jilin University, 126 Ximin street, Chaoyang District, Changchun, Jilin 130021, China 
b Department of Pharmacology, The State-Province Key Laboratories of Biomedicine-Pharmaceutics of China, Harbin Medical University, 157 Baojian Rd, Nangang District, Harbin, Heilongjiang 150081, China 

Corresponding authors.

Abstract

Triple negative breast cancer (TNBC) presents a formidable challenge due to the lack of effective treatment modalities. Immunotherapy stands as a promising therapeutic approach; however, the emergence of drug resistance mechanisms within tumor cells, particularly those targeting apoptosis and pyroptosis, has hampered its clinical efficacy. SHP2 is intricately involved in diverse physiological processes, including immune cell proliferation, infiltration, and tumor progression. Nevertheless, the precise contribution of SHP2 to tumor cell pyroptosis resistance remains inadequately understood. Herein, we demonstrate that SHP2 inhibition hampers the proliferative, migratory, and invasive capabilities of TNBC, accompanied by noticeable alterations in cellular membrane architecture. Mechanistically, we provide evidence that SHP2 depletion triggers the activation of Caspase-1 and GSDMD, resulting in GSDMD-dependent release of LDH, IL-1β, and IL-18. Furthermore, computational analyses and co-localization investigations substantiate the hypothesis that SHP2 may hinder pyroptosis through direct binding to JNK, thereby impeding JNK phosphorylation. Our cellular experiments further corroborate these findings by demonstrating that JNK inhibition rescues pyroptosis induced by SHP2 knockdown. Strikingly, in vivo experiments validate the suppressive impact of SHP2 knockdown on tumor progression via enhanced JNK phosphorylation. Additionally, SHP2 knockdown augments tumor sensitivity to anti-PD-1 therapy, thus reinforcing the pro-pyroptotic effects and inhibiting tumor growth. In summary, our findings elucidate the mechanism by which SHP2 governs TNBC pyroptosis, underscoring the potential of SHP2 inhibition to suppress cell pyroptosis resistance and its utility as an adjunctive agent for tumor immunotherapy.

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Graphical Abstract




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Highlights

SHP2 inhibition hampers proliferative, migratory, and invasive capabilities of TNBC.
SHP2 is involved in pyroptosis resistance of TNBC.
SHP2 impedes pyroptosis through direct binding to JNK, inhibiting JNK phosphorylation.
SHP2 knockdown enhances tumor sensitivity to anti-PD-1 therapy and suppresses tumor growth.

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Abbreviations : TNBC, SHP2, JNK, NF-κB, NLRP3, TKIs, BRB, GSDMD, N-GSDMD, IL-18, IL-1β, LDH, CCK8, ELISA, PI, PD-1

Keywords : TNBC, SHP2, JNK, Pyroptosis resistance, PD-1, GSDMD


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