细胞焦亡基本参数
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非经典途径是依赖于Caspase-4、Caspase-5、Caspase-11介导的细胞焦亡,值得注意的是非经典途径细胞焦亡有种属之间的差异,即Caspase-4、Caspase-5介导人源细胞焦亡,Caspase-11介导鼠源细胞焦亡。小鼠衍生的Caspase-11和人体衍生的Caspase-4/-5可以诱发非经典的细胞焦亡。Caspase-11可以直接识别和结合作用于GSDMD的LPS以此来释放活性的N结尾结构域促进细胞焦亡。它还可以刺激pannexin-1路径从而分泌ATP,促进P2×7膜路径的打开,并刺激细胞焦亡的产生。此外,Caspase-11还ji活NLRP3[(NOD)-like受体家族,含有3个吡喃结构域]的炎症小体和下游半胱天冬酶-1,导致炎症因子的释放。人Caspase-4/-5是同源蛋白与小鼠衍生的Caspase-11相似,它们的功能相似。细胞焦亡相关基因敲除或抑制剂可降低缺血再灌注损伤导致的梗死面积增大,保护心功能。细胞焦亡检测项目

2015年9月16日,我国北京生命科学研究所邵峰实验室在《Nature》杂志在线发表名为“CleavageofGSDMDbyinflammatorycaspasesdeterminespyroptoticcelldeath”的长文,解析细胞炎性坏死(细胞焦亡,pyroptosis)的关键分子机制。细胞炎性坏死或细胞焦亡是机体在感知病原微生物浸染后启动的免疫防御反应,在拮抗和清chu病原感ran以及内源危险信号中发挥重要作用。细胞焦亡本质上一种程序性细胞坏死;细胞膜形成孔洞,细胞逐渐膨胀至细胞膜破裂,**终导致大量细胞内容物释放,激huo强烈的炎症反应。过度的细胞焦亡会诱发多种自身炎症性和自身免疫性疾病;**近也有研究显示aizi的发生也和细胞焦亡有关。细胞焦亡被认为由两种含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(caspase)介导,包括caspase-1和caspase-4/5/11。Caspase家族包括十多个成员,其中绝大部分都在细胞凋亡中发挥功能。Caspase-1和caspase-4/5/11则属于炎性caspase。事实上,caspase-1是**早被发现的caspase家族成员,早在上世纪90年代初就被发现可以诱导细胞死亡(一度被误认为是凋亡)。细胞焦亡检测项目GasderminD裂解产生的N末端片段与焦亡时细胞膜表面小孔的形成有关。

在经典焦亡途径中,NLRP3炎症小体是一个关键分子,由NLRP3蛋白,ASC和pro-Caspase-1组成。NLRP3炎症小体在受到胞外信号刺激后引起自身的寡聚化,然后通过ASC募集pro-Caspase-1,此时Caspase-1酶原发生自体水解形成四聚体,成为具有活性的Caspase-1,进而裂解GSDMD形成含有N端结构域的N-GSDMD,与细胞膜上的磷脂酰肌醇结合造成细胞膜穿孔,释放大量炎性介质等细胞内容物引起炎症反应,导致细胞焦亡的发生;另一方面,活化的Caspase-1对pro-IL-1β和pro-IL-18的前体进行切割,形成成熟的IL-1β和IL-18并释放到细胞外,进而募集炎症细胞聚集扩大局部炎症反应,导致组织炎症损伤。

肌萎缩侧索硬化症是一种运动神经元进行性死亡的神经退行性疾病,其主要的病理特征为超氧化物歧化酶-1突变形成的有毒多聚体的积聚,引起瘫痪和死亡。而研究发现该超氧化物歧化酶-1的突变体也能引起炎症小体的激huo,进而发生细胞焦亡。帕金森病的特征为黑质中产生多巴胺的神经元死亡以及仪-突触蛋白在神经元内的积聚。细胞内的Ot-突触蛋白可通过多种机制释放到细胞外,而细胞外的仪-突触蛋白可激huo小胶质细胞和星形胶质细胞的NLRP3炎症小体,诱导caspase-1的活化及IL-l13的分泌,从而引起细胞焦亡。细胞焦亡关键分子NLRP3炎症小体的活化与肝ai发病机制密切相关。

Caspase-1由一个被称为炎症小体(Inflammasome)的复合物在感知病原信号后激huo,是细胞质天然免疫**为重要的通路之一。邵峰实验室在此前的研究中曾鉴定了多个感知病原细菌的天然免疫受体蛋白(Zhaoetal.,Nature2011;Xuetal.,Nature2014),负责介导炎症小体组装和下游caspase-1的激huo。在去年的研究中(Shietal.,Nature2014),邵峰实验室还发现人的caspase-4/5和小鼠的caspase-11是细菌脂多糖(LPS,又称为内dusu)的胞内受体,在结合LPS后发生寡聚而活化,诱导细胞焦亡,在内dusu休克和革兰氏阴性细菌诱导的败血症中发挥至关重要的作用。然而,长期以来人们对caspase-1/4/5/11活化如何引发细胞焦亡的机制则完全不清楚。在这项***的研究中,邵峰实验室的研究人员利用***的CRISPR/Cas9基因组编辑技术,在小鼠的巨噬细胞中针对caspase-1和caspase-11介导的细胞焦亡通路,分别进行了全基因组范围的遗传筛选,以寻找那些敲除后可以抑制细胞焦亡的基因。细胞焦亡是由gasdermin介导的细胞程序性坏死。特征为依赖于炎性半胱天冬酶,并伴有大量促炎症因子的释放。细胞焦亡检测项目

细胞焦亡两种途径都能同时诱导IL-1β和IL-18的前体进行切割,形成成熟的IL-1β和IL-18。细胞焦亡检测项目

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。细胞焦亡检测项目

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