(1)Science:ESCRT膜修復系統(tǒng)是細胞焦亡過程的補救機制2018年11月23日,Science發(fā)表了一篇細胞焦亡機制相關的重要研究論文,報道細胞發(fā)生焦亡激huo的時候,胞內鈣離子流會因為GSDMD孔道而發(fā)生變化,細胞以此為信號,募集ESCRT復合物進行損傷膜系統(tǒng)的修復。抑制ESCRT-III可顯著提高細胞焦亡的比例。本文的報道發(fā)現(xiàn)了一種內源的細胞焦亡過程中的補救機制,是細胞焦亡機制的重要進展。(2)Nature:化療藥物通過Caspase-3切割GSDME誘導細胞焦亡2017年5月1日,Nature發(fā)表了邵峰的一項重要研究成果,報道發(fā)現(xiàn)化療藥物誘導Caspase-3切割GSDME,實現(xiàn)細胞凋亡向細胞焦亡的轉變。被Caspase-3切割后的GSDME的N端多肽也可以形成孔道,導致炎癥性細胞因子的釋放。GSDME在正常組織中有一定的表達水平,但經(jīng)常在腫瘤細胞中表達沉默。GSDME敲除小鼠對一些化療藥物(如順鉑)誘發(fā)的組織損傷具有一定的抵抗能力。本文的工作發(fā)現(xiàn)了細胞凋亡的執(zhí)行者Caspase-3切割GSDMD同家族的另一成員GSDME,可以實現(xiàn)細胞凋亡-細胞焦亡的轉變。細胞焦亡是由gasdermin介導的細胞程序性壞死。吉林細胞焦亡整體實驗哪家便宜
細胞焦亡(pyroptosis)是一種細胞程序性死亡方式,表現(xiàn)為細胞不斷脹大直至細胞膜破裂,導致細胞內容物的釋放進而激huo強烈的炎癥反應。(1)細胞焦亡發(fā)生的經(jīng)典通路:在病原體、細菌等信號的刺激下,細胞內的NLR識別這些信號,通過銜接蛋白ASC與Pro-Caspase-1結合,激huoCaspase-1,活化的Caspase-1一方面切割GasderminD,形成GasderminD氮端和碳端,GasderminD氮端就會和細胞膜上的磷脂蛋白結合,形成孔洞,釋放內容物,誘導焦亡發(fā)生;另一方面,活化的Caspase-1對IL-1β和IL-18的前體進行切割,形成有活性的IL-1β和IL-18,并釋放到胞外,造成炎癥反應;(2)依賴Caspase-4、5、11的非經(jīng)典途徑:以炎性刺激因子LPS為例,沒有通過受體直接進入細胞質內,Caspase其它家族成員如Caspase-4、5、11被活化,活化的Caspase-4、5、11切割GasderminD,誘導焦亡發(fā)生;另一方面,誘導Caspase-1的活化,對IL-1β和IL-18的前體進行切割,造成炎癥反應。吉林細胞焦亡整體實驗哪家便宜適度的細胞焦亡可qingchu致病微生物。
細胞焦亡是機體重要天然免疫反應,在拮抗感ran和內源危險信號中發(fā)揮重要作用。細胞焦亡廣fan參與感ran性疾病、神經(jīng)系統(tǒng)相關疾病和動脈粥樣ying化性疾病等的發(fā)生fa展,對細胞焦亡的深入研究有助于認識其在相關疾病發(fā)生fa展和轉歸中的作用,為臨床防治提供新思路。近幾年,細胞焦亡的研究熱度迅猛上升,已成功吸引科學家們的眼球,一躍成為熱門研究領域。細胞焦亡(pyroptosis)、細胞凋亡(apoptosis)、細胞自噬(autophagy)、細胞壞死性凋亡(necroptosis)都是程序性死亡(ProgrammedCellDeath,PCD)的表現(xiàn)形式。
細胞焦亡屬于炎癥性死亡途徑,按激huo機制,可分為Caspase-1依賴和不依賴兩種途徑。兩種途徑都是通過切割GSDMD后形成N端游離的肽段,這一肽段會誘導細胞形成孔道并導致細胞破裂,釋放胞質成分。兩種途徑都能同時誘導IL-1β和IL-18的前體進行切割,形成成熟的IL-1β和IL-18。不同的只是是否直接激huoCaspase-1。炎性小體激huo的分子機制與焦亡的誘導發(fā)生需要兩步機制:第一步是啟動步驟,促炎因子如 proIL-1β、Nlrp3和caspase-11等的轉錄生成。第二步是激huo炎性復合物,炎性復合物包括NLR(NOD-like receptors,胞漿內感受器)蛋白家族成員、銜接蛋白ASC/TMS1和Pro-Caspase-1,其中NLR蛋白家族成員中NLRP3是細胞焦亡中的主要炎性復合物。細胞焦亡兩種途徑不同的只是是否直接激huoCaspase-1。
細胞在caspase-1激huo同時會釋放出炎性因子白細胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)和IL-18,進而吸引更多的炎性細胞,加重炎癥反應。焦亡發(fā)生時形成孔隙,它允許細胞質的內容物,如乳酸脫氫酶(lactatedehydrogenase,LDH)和炎性細胞因子釋放,熒光標記的膜聯(lián)蛋白V、7-氨基放線菌D或碘化丙啶進入細胞。細胞焦亡發(fā)生時,細胞會發(fā)生腫脹,在細胞破裂之前,細胞上形成凸出物(圖1,細胞焦亡Early),之后細胞膜上形成孔隙,使細胞膜失去完整性,釋放內容物,引起炎癥反應,此時,細胞核位于細胞中yang(圖1,細胞焦亡Late),隨著形態(tài)學的改變,細胞核固縮,DNA斷裂。細胞焦亡過程,具有caspase-1依賴性。在外界條件的刺激下,caspase-1前體可以與模式識別受體NLRP1、NLRP3等通過接頭蛋白ASC變?yōu)橐粋€高分子復合物,即炎癥小體,也稱依賴caspase-1的炎癥小體。發(fā)現(xiàn)了細胞凋亡的執(zhí)行者Caspase-3切割GSDMD同家族的另一成員GSDME,可以實現(xiàn)細胞凋亡-細胞焦亡的轉變。吉林細胞焦亡整體實驗哪家便宜
細胞焦亡是一種近年發(fā)現(xiàn)的細胞程序性死亡方式。吉林細胞焦亡整體實驗哪家便宜
在這項研究中,研究人員首先發(fā)現(xiàn)幾乎所有的gasdermin家族蛋白的N端結構域都具有誘導細胞焦亡的功能,在細菌中也顯示出明顯的致死毒性。這一現(xiàn)象暗示gasdermin N端結構域可能是通過直接破壞細胞膜而殺死細胞。隨后,研究人員利用活化形式的GSDMD,GSDMA和GSDMA3蛋白通過生化實驗發(fā)現(xiàn),這三種gasdermin蛋白的N端結構域均能夠特異地結合真核細胞膜上特有的磷酸化磷脂酰肌醇(phosphoinositide)和原核細胞膜上特有的心磷脂(cardiolipin),這與gasdermin N端結構域在真核細胞和細菌中均展示出細胞毒性相一致。通過生物化學和熒光顯微成像的細胞實驗,研究人員進一步證實,在真核細胞焦亡過程中,活化的gasdermin N端結構域會從細胞質中轉移到細胞膜上,細胞隨后出現(xiàn)體積膨脹和細胞膜向胞外吐泡的現(xiàn)象。此外,活化的gasdermin N端結構域重組蛋白只能從真核細胞內部破壞細胞膜,而直接加入到細胞培養(yǎng)上清中的蛋白則不能裂解細胞,這與磷酸化磷脂酰肌醇只分布在細胞膜內側完全吻合。吉林細胞焦亡整體實驗哪家便宜