Gasdermin家族具有45%序列同源性，包括gasderminA、B、C、D、E、DFNB59。除DFNB59缺失具有成孔活性的结构域以外，大部分都具有成孔活性，且jin在成孔结构域(pore-forming domain，PFD)与抑制结构域(repressing domain，RD)间存在不同的连接物，而PFD是功能结构域，可诱导细胞焦亡，并形成PIT。研究表明，GSDMD可在免疫细胞和肠上皮细胞中表达，由含242个氨基酸的氨基末端结构域(即N端结构域，gasdermin端，NT)通过一个含43个氨基酸的连接物与含199个氨基酸的碳末端结构域(即C端，CT)组成。NT可以形成gasd...

焦亡通过使细胞破裂来杀死感ran细胞，而存在于细胞内已修饰过的细菌并没有因细胞裂解被杀死，它们仍存在于已焦亡的细胞的某个结构中，该结构称为孔诱导胞内陷阱(pore-forming intracellular trip，PIT)。在细胞焦亡过程中，破裂的感ran细胞转化为PIT，而PIT将质膜完整的细胞器和胞内活菌捕获在其内部，含菌的PIT增加了中性粒细胞趋化因子的数量，损伤相关分子模式(damage associated moleculer pattern，DAMP)和类花生酸等，使中性粒细胞或可能产生活性氧的巨噬细胞通过吞噬PIT来杀灭其中的细菌。在细胞焦亡的非经典途径中，使用致死剂量的LP...

在细胞焦亡途径中有两个关键成分，炎症小体和GSDMD。LPS、细菌、病毒等病原相关分子模式和ATP等损伤相关分子模式均可激huo炎症小体。炎症小体由多个蛋白构成，其中包括NLR蛋白、接头蛋白ASC和炎性半胱氨酸蛋白酶-1蛋白。炎症小体通过NLR蛋白识别上游信号后，活化caspase-1，将信号传递至下游执行蛋白GSDMD，其N端的抑制结构被解除，在细胞膜上形成gasdermin孔。该孔打破了正常质膜的渗透屏障，中断正常钠、钾离子交换，由浓度梯度驱动的力量使钾离子流向细胞外去中和电子，钠离子也依靠其浓度梯度和电梯度被大量吸引进入细胞，进而使大量水进入细胞，导致细胞体积增大。在活性氧诱导的髓核细胞...

若细胞膜上出现了少量gasdermin孔，细胞则会启动补偿机制去减小细胞体积。其中包括由于细胞肿胀激huo的K+、Cl–通道，该通道可促进胞内溶质及水流出细胞[18]。且细胞内高尔基体被激huo，发挥紧急胞吐作用，胞吐小泡的膜与细胞膜融合，修补含孔的膜，则不会进一步引起细胞焦亡。若细胞膜仍存在大量gasdermin孔，则细胞补偿机制失效，细胞体积继续增大。一旦体积增大到超过细胞膜承受能力，胞膜分离，形成一个个充满液体的小体，此后细胞膜破裂，触发细胞焦亡，大量内容物及白介素释放至细胞外，扩大炎症反应。此外，在细胞焦亡期间，caspase-1切割GSDMD同时切割IL-1β及IL-18前体，以在细...

随后，研究人员利用活化形式的GSDMD，GSDMA和GSDMA3蛋白通过生化实验发现，这三种gasdermin蛋白的N端结构域均能够特异地结合真核细胞膜上特有的磷酸化磷脂酰肌醇（phosphoinositide）和原核细胞膜上特有的心磷脂（cardiolipin），这与gasdermin N端结构域在真核细胞和细菌中均展示出细胞毒性相一致。通过生物化学和荧光显微成像的细胞实验，研究人员进一步证实，在真核细胞焦亡过程中，活化的gasdermin N端结构域会从细胞质中转移到细胞膜上，细胞随后出现体积膨胀和细胞膜向胞外吐泡的现象。此外，活化的gasdermin N端结构域重组蛋白只能从真核细胞内部...

DING等人用薯蓣素处理人骨肉瘤MG63、MNNG和HOS细胞时发现，活化caspase-3可以裂解GSDME，诱发细胞焦亡。LI等人发现，使用荜茇酰胺类似物L50377处理A549和NCI-H460细胞后，会使中流细胞内ROS升高，同时促进caspase-3活化，切割GSDME，诱发细胞焦亡。YU等人发现，当抑制真核生物延伸因子2激酶（eukaryotic elongation factor-2 kinase，eEF-2K）时，可以增强多柔比星对黑素瘤SK-MEL-5、SK-MEL-28和A-375细胞的焦亡作用，即GSDME被caspase-3特异性裂解。近期的一项研究报道了GSDME-...

DING等人用薯蓣素处理人骨肉瘤MG63、MNNG和HOS细胞时发现，活化caspase-3可以裂解GSDME，诱发细胞焦亡。LI等人发现，使用荜茇酰胺类似物L50377处理A549和NCI-H460细胞后，会使中流细胞内ROS升高，同时促进caspase-3活化，切割GSDME，诱发细胞焦亡。YU等人发现，当抑制真核生物延伸因子2激酶（eukaryotic elongation factor-2 kinase，eEF-2K）时，可以增强多柔比星对黑素瘤SK-MEL-5、SK-MEL-28和A-375细胞的焦亡作用，即GSDME被caspase-3特异性裂解。近期的一项研究报道了GSDME-...

细胞焦亡现象广fan存在于炎症类疾病的发生中，其中caspase-1介导的经典焦亡途径在帕金森症、阿尔兹海默症、亨廷顿舞蹈症及神经炎伴退行性神经功能缺损等神经系统疾病的发生中发挥重要的作用。Caspase-1的表达在缺xue后神经元、星形胶质细胞以及小胶质细胞明显增加，阻断caspase-1的表达能减轻脑缺xue后神经损伤。Fann等通过体内外研究均发现脑缺xue缺氧后NLRP3、ASC及caspase-1等蛋白表达增加，NLRP3炎症小体激huo，IL-1β和IL-18分泌增多，而caspase-1抑制剂可抑制神经元死亡，减轻缺xue再灌注损伤。报道发现化疗药物诱导Caspase-3切割GS...

NLRP3炎症小体及其介导的细胞焦亡可能在As的发生中发挥重要作用。miR-125a-5p抑制TETai基因家族成员2(TETmethylcytosinedioxygenase2，TET2)转录后水平表达，导致DNA甲基化异常，线粒体功能紊乱，ROS生成增加，并激huo核因子κB，促使NLRP3和Caspase-1活化从而诱导xue管内皮细胞焦亡。而Wang等人的报道，miR-125a-5p通过下调趋化因子4(chemokine4-like，CCL4)并抑制NLRP3、ASC Caspase-1和IL-1β表达从而抑制VSMC焦亡。Li等人研究证实miR-30c-5p下调xue管内皮细胞FOX...

按照功能capases可以分为两大类，分别参与细胞凋亡和细胞焦亡。凋亡相关的包括CASP2，CASP8，CASP10，CASP3，CASP6，CASP7，以及CASP9。CASP1，CASP11，CASP4和CASP5是炎症相关的capases，参与细胞焦亡（pyroptosis）。Caspase1的激huo主要发生在巨噬细胞或树突状细胞中，可诱发细胞焦亡。细胞焦亡也是Caspase4/5/11激huo后的主要应答反应，在巨噬细胞和非巨噬细胞中均可发生。细胞焦亡如何发生的呢？gasdermin家族的N端结构域在细菌中也显示出明显的致死毒性。这一现象暗示gasderminN端结构域可能是通过直接...

细胞焦亡潜在靶点的GO富集分析结果显示，潜在靶点参与的生物过程主要为脂多糖反应、对细菌来源分子的反应、I-κB激酶/NF-κB信号传导等。有研究发现，抑制脂多糖可通过非经典途径抑制细胞焦亡发生，其机制是外膜囊和冠苷基结合蛋白介导脂多糖直接与胞内Caspases家族受体结合，脂多糖可诱导Caspases激huo，进而导致GSDMD发生裂解，而病原体和危险相关分子模式可与胞膜上Toll样受体共同影响核因子-κB（NF-κB），触发炎性小体转录，炎性小体可介导焦亡发生。潜在靶点主要与膜筏、膜微区、膜区等细胞组分相关，提示细胞焦亡形成过程中，孔洞形成位置可能与潜在靶点作用相关。脂多糖可以诱导髓核细胞焦...

当细菌感ran机体后会产生孔形成du素(pore forming toxin，PFT)，MLKL在细胞膜上成孔并使细胞内容物释放到胞外引起炎症反应。与由caspase-1介导的细胞焦亡相似，坏死性凋亡也是通过释放胞内物质促进炎症的发生，但坏死性凋亡是由TLRs或TNFR或IFNAR受体识别病原物质来激huoRIPK1/RIPK3/MLKL信号通路引起的一种程序性死亡方式。Kitur等通过一系列实验表明，在感ran过程中，焦亡促进了金黄色葡萄球菌的清chu，而坏死性凋亡可促进被感ran细胞的清chu，从而抑制过量的炎症表达。他们通过建立小鼠感ran模型以及化脓性感ran模型证明在RIPK1/RI...

细胞焦亡（pyroptosis）是一种细胞程序性死亡方式，表现为细胞不断胀大直至细胞膜破裂，导致细胞内容物的释放进而激huo强烈的炎症反应。细胞焦亡是机体重要天然免疫反应，在拮抗感ran和内源危险信号中发挥重要作用。相比于细胞凋亡（apoptosis），细胞焦亡发生的更快，并会伴随大量促炎症因子的释放。来自北京生命科学研究所（NIBS）、同时也是药明康德生命化学研究奖得主的邵峰院士***揭示和阐明了细胞焦亡的机制。邵峰院士团队在体外实验通过沙门氏菌（一种胞内菌）感ran细胞，免疫荧光显微镜观察到细胞发生程序性死亡，早期认为这种形式的死亡为凋亡，其实它是另一种死亡方式，细胞焦亡。细胞焦亡对细胞焦...

Davis等提出抑制肠上皮细胞的焦亡可能是美沙拉嗪和皮质类固醇的zhiliao作用机制。一系列实验表明，激huo炎症小体的传感器过度激huo会导致肠道损伤和肠道炎症。活动性IBD患者黏膜中AIM2和IFI16炎性小体的强烈上调和巨噬细胞A20缺乏症显着增强了NLRP3性体介导的Caspase-1激huo，表明典型的炎性体途径和可能导致的过度激huo细胞焦亡在IBD的发生、发展和预后中起关键作用。在非典型的炎性小体途径和典型的炎性小体途径中发生了类似的现象。细胞焦亡的机制中GSDMD的切割，IL-1β和IL-18前体的切割成熟和释放是关键信号。河北细胞焦亡检测项目复旦大学生命科学学院李继喜课题组...

非经典途径细胞焦亡是多种因子相互作用的过程。内外源性损伤因子刺激细胞时，细胞对不同刺激因子的识别、外源性du素进入细胞、细胞内外信号转导等各种免疫反应均需多种因子参与。在此过程中，caspase-4/5/11、GSDM-D、Toll样受体(Toll[1]likereceptors，TLRs)以及高速泳动族蛋白B1(highmobilitygroupprotein1，HMGB1)等关键分子发挥重要作用。Caspase-1介导经典途径的细胞焦亡，caspase-11(人同源caspase-4/5)介导非经典途径的细胞焦亡，近期发现caspase-8亦介导焦亡发生。Caspase-4/5与caspa...

非经典的细胞焦亡途径：除caspase-1，鼠源巨噬细胞中caspase-11 (人源中的caspase-4/5)也可以在胞内作为受体特异性结合LPS。大肠埃希菌、鼠伤寒沙门菌和福氏志贺菌等多种革兰阴性菌的LPS通过TLR4递送到胞质中并激huocaspase-11。活化的caspase-11可裂解GSDMD，使GSDMD的N端活化引起细胞焦亡；同时活化的caspase-11开启pannexin-1通道，诱导K+外流，激huoNLRP3炎症小体，促进IL-1β释放。此外，ATP还可通过被切割的pannexin-1区域以自分泌或旁分泌方式与P2X7受体结合，打开P2X7孔，促进焦亡。炎症小体虽参...

研究发现脂肪组织中NLRP3炎症小体表达的减少可改善胰岛素抵抗。通过缺陷自噬和线粒体活性氧的聚集，饱和脂肪酸棕榈酸酯和脂毒性神经酰胺引起脂肪组织巨噬细胞NLRP3炎症小体的激huo，这进一步激huocaspase-1并引起细胞焦亡。Caspase-1或NLRP3表达缺陷的小鼠脂肪组织的炎症反应减弱，而且在高脂饮食的情况下，胰岛素抵抗有所改善从而肥胖的发病率有所下降。痛风的发病是由于尿酸盐结晶在关节的积聚，而这些结晶可引起炎症小体的激huo。临床研究表明，炎症小体在痛风的发病中起着关键的作用，抑制IL-1B的表达可明显降低疾病的严重程度。单钠尿酸盐结晶通过NLRP3和ASC激huo巨噬细胞中的c...

这如何导致细胞焦亡是不清楚的。如今，Lieberman、Wu和他们的同事们证实gasdermin-D-NT发挥双重作用。一方面，它在正在感ran宿主细胞的细菌的细胞膜上打孔，从而杀死这些细菌；同时，它也在宿主细胞的细胞膜上穿孔，导致细胞焦亡，从而杀死宿主细胞，释放出细菌和免疫警报信号。他们发现附近未被感ran的宿主细胞毫发未伤。另一方面，研究人员发现gasdermin-D-NT直接杀死宿主细胞外面的细菌，包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和李斯特菌。在培养皿中，这发生很快，在5分钟内完成。这些结果还需要在细菌感ran和败血症模式动物体内再现，但是Lieberman认为理解gasdermin-D-NT...

炎性caspase家族蛋白——包括caspase1,4,5，11（其中4,5存在于人中），对于免疫反应的信号传递起到了关键的作用。它们是组成"炎症小体"（inflammasome）的重要元件，后者介导了多种促炎性分子（pro-IL-1beta，pro-IL-18）的表达与分泌。炎性caspase同时还参与了一类叫做"细胞焦亡"的事件的发生。实验证明，革兰氏阴性菌中的脂多糖（LPS）能够激huo宿主体内caspase1或者caspace4,5活性，也有实验证明caspase4,5,11能够与LPS直接结合。这些炎性caspase的激huo能够促进细胞焦亡事件的发生，同时能够激huoNLRP3炎症...

ROG-ERS等指出，GSDMD缺失使Caspase-1不能引发进一步的焦亡，从而转向Bid-Caspase-9-Caspase-3细胞凋亡途径，该通路可进一步导致GSDMD依赖的细胞再次坏死或焦亡；对小鼠胚胎成纤维细胞NIH3T3细胞凋亡研究中发现RIP3蛋白的表达量是控制细胞凋亡或细胞坏死的关键，如果RIP3表达量高细胞则走向坏死路径，RIP3表达量低细胞则走向凋亡路径；如TAABAZDING等对巨噬细胞凋亡研究指出，丝氨酸肽酶DPP8和DPP9（DPP8/9）在缺乏焦磷酸介导底物GSDMD的情况下，Caspase-1激huoCaspase-3和Caspase-7并诱导凋亡，相反，在细胞凋...

这项研究证明了GSDMD是炎性caspase诱导细胞焦亡的直接‘***’，***揭示了gasdermin家族蛋白的N端结构域具有在膜上打孔进而破坏细胞膜的功能，这不仅清晰阐明了炎性caspase通过GSDMD诱导细胞焦亡的分子基础，也将细胞焦亡的概念重新定义为由gasdermin介导的细胞程序性坏死。研究结果不仅为针对GSDMD开发自身炎症性疾病和败血症的药物奠定了坚实的理论基础，也为后续研究其它gasdermin蛋白在程序性细胞坏死和天然免疫中可能的生理功能开辟了道路。（生物谷）内皮细胞、VSMC、巨噬细胞等细胞焦亡是致As的重要事件。山东动物组织样本细胞焦亡咨询问价 非经典途径细胞焦亡与一...

在对肺ai的研究中发现，辛伐他汀及槐耳提取物（提取于槐耳菌，由18种单糖与18种氨基酸结合而成的结合蛋白）可以激huoNLRP3-caspase-1途径，使非小细胞肺aiA549、H520和H358细胞发生细胞焦亡。YANG等人发现，用氢气预处理子宫内膜aiAN3CA、HEC1A和Ishikawa细胞后，可以增加细胞中活性氧（reactive oxygen species，ROS）的活性，促进NLRP3炎性小体激huocaspase-1，诱发细胞焦亡。在小鼠体内补充氢也可以抑制子宫内膜中流的体积和质量。caspase-1从凋亡相关蛋白到细胞焦亡经典途径的关键蛋白的切换，为中流zhiliao提供...

细胞焦亡（pyroptosis）是一种细胞程序性死亡方式，表现为细胞不断胀大直至细胞膜破裂，导致细胞内容物的释放进而激huo强烈的炎症反应。细胞焦亡的机制中GSDMD的切割，IL-1β和IL-18前体的切割成熟和释放是关键信号，因此证明所诱发的细胞死亡方式是否为细胞焦亡，需要几个关键的实验证据：（1）GSDMD的切割（Western检测）；（2）Caspase的激huo，主要是Caspase-1，Caspase-4，Caspase-5，Caspase-11。（Western检测）；（3）IL-1β和IL-18前体的切割成熟和释放（Western，ELISA等）；（4）细胞形态学检测（CCK-8...

细胞焦亡是一种依赖于caspase-1和/或caspase-11并且具有促炎性质的程序性细胞死亡，是机体在清chu病原感ran和收到内源危险信号刺激时的重要免疫防御反应。研究显示GSDMD是细胞焦亡过程中的关键物质，但其下游产物与细胞发生焦亡的关系仍有待研究。焦亡作为一种细胞的自我调控程序，是机体一种抑制内、外源刺激的有力机制，然而在某些条件下焦亡过度激huo，反而会加重炎症反应，导致相关疾病的发生和发展。因此对于细胞焦亡影响因素及激huo机制的深入研究，有助于进一步揭示细胞焦亡所涉及的分子机制，利于了解临床上与细胞焦亡相关疾病的发生机制，为相关疾病的zhiliao提供全新的药物靶点。由于细胞...

2017年9月25日/生物谷BIOON/---2001年，cookson等***使用pyroptosis来形容在巨噬细胞中发现caspase-1依赖的细胞死亡方式。细胞焦亡（pyroptosis）的发现并证实是一种新的程序性细胞死亡方式，其特征为依赖于半胱天冬酶-1(caspase-1)，并伴有大量促炎症因子的释放。细胞焦亡的形态学特征、发生及调控机制等均不同于凋亡、坏死等其他细胞死亡方式。迄今为止，已经证实弗氏志贺氏杆菌、沙门氏杆菌、李斯特杆菌、绿脓杆菌、弗朗西斯氏菌属、嗜肺性军团杆菌以及叶尔森杆菌均可诱导巨噬细胞产生caspase-1依赖的细胞死亡方式。研究发现，caspase-1依赖的细...

caspase-8一方面，其可以激huoNLRP3；另一方面，可以作为caspase-1途径被抑制时的另一条通路。尽管caspase-8对GSDMD的切割位点与caspase-1相同，但其切割效率远不如caspase-1。在对鼻咽aiCNE-1、S2b、HONE-1、SUNE-1和CNE-2细胞的研究中发现，洛铂可以诱导坏死性凋亡小体（ripoptosome）的形成，从而促进caspase-3/GSDME介导的细胞焦亡发生；而当应用caspase-8的抑制剂（zIETDfmk）处理后，即刻削弱了这种效应，由此证实caspase-8位于caspase-3的上游，并在细胞焦亡中发挥作用。SARHA...

细胞焦亡（pyroptosis）是一种近期发现的细胞程序性死亡方式，表现为细胞不断胀大直至细胞膜破裂，导致细胞内容物的释放进而激huo强烈的炎症反应。自2015年以来，邵峰院士等人发现，caspase-1和caspase-11/4/5是通过切割一个叫做Gasdermin-D（GSDMD）的蛋白而诱发细胞焦亡的，GSDMD在被caspase-1或caspase-11/4/5切割后，释放出其N端结构域，该结构域具有结合膜脂并在细胞膜上打孔的活性，这样就导致细胞渗透压的变化而发生胀大直至细胞膜的破裂（Shi et al., Nature 2015；Ding et al., Nature 2016）。...

细胞焦亡（pyroptosis）是一种细胞程序性死亡方式，表现为细胞不断胀大直至细胞膜破裂，导致细胞内容物的释放进而激huo强烈的炎症反应。自2015年以来，邵峰院士等人发现，caspase-1和caspase-11/4/5是通过切割一个叫做Gasdermin-D（GSDMD）的蛋白而诱发细胞焦亡的，GSDMD在被caspase-1或caspase-11/4/5切割后，释放出其N端结构域，该结构域具有结合膜脂并在细胞膜上打孔的活性，这样就导致细胞渗透压的变化而发生胀大直至细胞膜的破裂（Shi et al., Nature 2015；Ding et al., Nature 2016）。相比于细胞...

这如何导致细胞焦亡是不清楚的。如今，Lieberman、Wu和他们的同事们证实gasdermin-D-NT发挥双重作用。一方面，它在正在感ran宿主细胞的细菌的细胞膜上打孔，从而杀死这些细菌；同时，它也在宿主细胞的细胞膜上穿孔，导致细胞焦亡，从而杀死宿主细胞，释放出细菌和免疫警报信号。他们发现附近未被感ran的宿主细胞毫发未伤。另一方面，研究人员发现gasdermin-D-NT直接杀死宿主细胞外面的细菌，包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和李斯特菌。在培养皿中，这发生很快，在5分钟内完成。这些结果还需要在细菌感ran和败血症模式动物体内再现，但是Lieberman认为理解gasdermin-D-NT...

炎性caspase家族蛋白——包括caspase1,4,5，11（其中4,5存在于人中），对于免疫反应的信号传递起到了关键的作用。它们是组成"炎症小体"（inflammasome）的重要元件，后者介导了多种促炎性分子（pro-IL-1beta，pro-IL-18）的表达与分泌。炎性caspase同时还参与了一类叫做"细胞焦亡"的事件的发生。实验证明，革兰氏阴性菌中的脂多糖（LPS）能够激huo宿主体内caspase1或者caspace4,5活性，也有实验证明caspase4,5,11能够与LPS直接结合。这些炎性caspase的激huo能够促进细胞焦亡事件的发生，同时能够激huoNLRP3炎症...