细胞焦亡作为一种细胞程序性死亡方式得到越来越多的关注。当机体受到细菌、病毒等病原微生物感ran时,体内吞噬细胞如巨噬细胞、中性粒细胞可识别并清chu感ran物质。当宿主识别自身受损部位启动先天性免疫应答过程时则会触发细胞坏死、凋亡或焦亡。细胞焦亡是由炎症小体参与的依赖炎性半胱氨酸酶(caspase)的一种新的细胞程序性死亡方式。焦亡细胞同时具有凋亡和坏死的细胞特征,主要表现为Annexin V染色阳性,细胞核皱缩、细胞膜成孔,进一步导致细胞肿胀破裂、释放细胞内容物,分泌炎性细胞因子,引起炎性反应。溴结构域蛋白4抑制剂JQ1通过抑制核转录因子κB信号通路的ji活,从而减轻NLRP3炎症小体介导的焦亡。江苏整体项目细胞焦亡实验咨询问价
2016年6月8日,中科院生物物理研究所所研究员、中国科学院大学岗位教授王大成院士课题组与客座研究员、北京生命科学研究所邵峰院士课题组通力合作,在《Nature》杂志上在线发表题为“Pore-forming activity and structural autoinhibition of the gasdermin family”的研究长文,***解析GSDMD蛋白家族重要成员的三维结构,与生物功能研究有机结合,确证GSDMD为细胞炎性坏死的直接‘***’,揭示GSDMD蛋白以及其它gasdermin家族蛋白介导细胞焦亡和在天然免疫中发挥功能的结构和分子机理,为研发自身免疫疾病和败血症等疾病的创新药物奠定了坚实理论基础,开辟了以针对gasdermin家族蛋白为基础的创新生物医药研发新方向,引起高度重视。中国香港细胞焦亡项目在凋亡小体驱动的细胞凋亡途径中,caspase-9是目前研究较为深入的caspase启动子。
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。(1)细胞焦亡发生的经典通路:在病原体、细菌等信号的刺激下,细胞内的NLR识别这些信号,通过衔接蛋白ASC与Pro-Caspase-1结合,激huoCaspase-1,活化的Caspase-1一方面切割GasderminD,形成GasderminD氮端和碳端,GasderminD氮端就会和细胞膜上的磷脂蛋白结合,形成孔洞,释放内容物,诱导焦亡发生;另一方面,活化的Caspase-1对IL-1β和IL-18的前体进行切割,形成有活性的IL-1β和IL-18,并释放到胞外,造成炎症反应;(2)依赖Caspase-4、5、11的非经典途径:以炎性刺激因子LPS为例,没有通过受体直接进入细胞质内,Caspase其它家族成员如Caspase-4、5、11被活化,活化的Caspase-4、5、11切割GasderminD,诱导焦亡发生;另一方面,诱导Caspase-1的活化,对IL-1β和IL-18的前体进行切割,造成炎症反应。
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破坏细胞膜,而直接加入到细胞培养上清中的蛋白则不能裂解细胞,这与磷酸化磷脂酰肌醇只分布在细胞膜内侧完全吻合。抑制AIM2炎症小体或沉默趋化样因子受体1可抑制心肌细胞焦亡,对糖尿病性心肌病起到保护作用。
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。细胞焦亡广fan参与感ran性疾病、神经系统相关疾病和动脉粥样ying化性疾病等的发生fa展,对细胞焦亡的深入研究有助于认识其在相关疾病发生fa展和转归中的作用,为临床防治提供新思路。近几年,细胞焦亡的研究热度迅猛上升,已成功吸引科学家们的眼球,一跃成为热门研究领域。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等);(5)染色质完整性检测(Tunel等)。在缺少Caspase-1/11的巨噬细胞中,NLRP3能够活化Caspase-3/8,进而切割gasdermin E,引发一种不完全焦亡。江苏整体项目细胞焦亡实验咨询问价
细胞焦亡是机体重要天然免疫反应。江苏整体项目细胞焦亡实验咨询问价
陈末等研究表明胃组织经过灭幽汤处理后,其mTOR蛋白含量明显下降,细胞的自噬被促进,炎症因子NLRP3和Caspase-1的表达下降,从而抑制细胞焦亡,减少胃黏膜炎性反应,达到改善幽门螺杆菌导致的有关胃炎的效果。心力衰竭(HF)主要是心脏结构或功能阻滞的一种临床综合征。在发生细胞焦亡时,NF-κB可以ji活pro-IL-1β,同时生成的IL-1β可以ji活NF-κB,在NLRP3的分泌释放中也起着重要作用,NLRP3炎症小体刺激NF-κBji活,进而增加NLRP3的表达,所以活化的NF-κB可以促进NLRP3的表达,NLRP3又可以促进例如IL-1β等炎症因子的表达,进而促进NF-κB的表达,起到正反馈的调节作用。研究表明,在心衰患者心肌组织中NF-κB及NLRP3明显增多,这说明NF-κB可能是通过细胞焦亡的信号通路影响心衰的发生与发展。江苏整体项目细胞焦亡实验咨询问价