白细胞介素-1β(IL-1β)作为IL-1家族的核心成员,其活性严格依赖于caspase-1的切割活化。成熟IL-1β通过结合靶细胞表面的IL-1受体1(IL-1R1),触发髓样分化因子88(Myd88)衔接蛋白的招募,进而激活IRAK4/IRAK1-TRAF6-TAK1信号级联。这条通路最终通过IKK复合体(IKKα/IKKβ/IKKγ)降解IκB,释放核因子κB(NF-κB,即p50/p65二聚体)入核,同时激活JNK/p38-AP-1通路,共同调控炎症相关基因转录。该体系存在精细的负调控机制:诱骗受体IL-1R2可竞争性结合IL-1但无法传导信号,而IL-1受体拮抗剂(IL-1RA)则能直接阻断IL-1R1的激活。
尽管共享同一受体,IL-1α与IL-1β在表达模式和活化机制上迥异。IL-1α以前体形式(pro-IL-1α)存在时即具活性,主要定位于细胞质、细胞核及膜表面,其核内移位可调节细胞分化,而在细胞坏死时释放作为"警报素"。相反,IL-1β必须经蛋白酶切割成熟后方能通过IL-1R1发挥胞外功能。这种差异决定二者在癌症等疾病中扮演不同角色。IL-1β的生成需经历"启动"(priming)与"切割"两阶段。启动信号常由Toll样受体(TLRs,如LPS)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)或IL-1β自身触发,通过Myd88/NF-κB通路诱导IL1B基因转录,低氧诱导因子1(HIF1)、C/EBP-β、IRF4/8等转录因子协同参与。随后,合成的31 kDa无活性pro-IL-1β需经蛋白酶切割为17 kDa活性形式。caspase-1的活化依赖于多蛋白复合体——炎症小体(inflammasome)。其受体家族主要包括NOD样受体(NLRs)、黑色素瘤缺乏因子2(AIM2)样受体(ALRs)及pyrin蛋白。以NLRP3为例,其激活可通过三种途径:细胞外ATP介导的P2X7受体通道开放引起K+外流;晶体物质吞噬导致的溶酶体损伤及组织蛋白酶B释放;活性氧(ROS)水平升高。激活的NLRP3招募凋亡相关斑点样蛋白(ASC),进而聚集pro-caspase-1并使其自剪切活化,最终催化pro-IL-1β成熟。
成熟IL-1β的释放存在多种机制:通过自噬溶酶体、微囊泡或外泌体等囊泡运输;或经caspase-1切割Gasdermin D(GSDMD)形成质膜孔隙释放。GSDMD孔道仅允许小分子量成熟IL-1β通过,当孔隙过多时则引发细胞焦亡(pyroptosis),导致细胞膜破裂及胞内容物(包括pro-IL-1β)释放。囊泡包裹可延长IL-1β半衰期,助其远距离发挥作用。肿瘤微环境(TME)是IL-1β作用的主战场,聚集了髓系细胞(巨噬细胞、树突状细胞DC、髓源性抑制细胞MDSC、中性粒细胞)、淋巴细胞及癌症相关成纤维细胞(CAFs)等关键角色。这些细胞既是IL-1β的生产者,也是其效应目标。IL-1β通过调控基因表达、细胞迁移、血管生成及免疫应答,在癌症中展现双重功能:一方面可促进癌细胞增殖、侵袭及转移,并诱导免疫抑制性TME;另一方面,在某些癌症类型或治疗背景下,又能激活抗肿瘤免疫。这种矛盾效应与癌症类型、TME细胞组成、疾病阶段及治疗方案密切相关。鉴于IL-1β的促瘤主导性,其抑制剂(如IL-1RA)已成为临床探索方向。但治疗决策需综合考量癌症特异性、免疫细胞浸润模式及联合治疗策略,以避免削弱其潜在抗肿瘤作用。IL-1β在癌症中的多效性源于其产生细胞、表达水平、TME组分及治疗干预的动态交互。未来研究需精准解析其上下文特异性作用机制,以制定合理的靶向治疗策略。