近日，一篇發(fā)表在國(guó)際雜志nature上的研究報(bào)告中，來自北京生命科學(xué)研究所的邵峰院士課題組報(bào)道發(fā)現(xiàn)細(xì)胞焦亡的重要蛋白GSDME(DFNA5)。該蛋白在中流化療藥物的作用下，通過caspase-3的切割作用獲得活性，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞焦亡，并在化療藥物對(duì)正常組織的毒副作用中扮演重要角色。此前邵峰院士已經(jīng)發(fā)表了有關(guān)文章證明GSDMD蛋白在細(xì)胞焦亡中的重要作用，此次，他們關(guān)注的是與GSDMD屬于同一蛋白家族的GSDME蛋白。GSDME是非常古老而保守的蛋白，斑馬魚中的GSDME蛋白與人中的有50%的相似性，說明GSDME介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡在進(jìn)化上是保守且重要的。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證明，GSDME在TNFa和CHX的誘導(dǎo)下，被caspase-3特異性的切割D270A位點(diǎn)而斷成兩部分并獲得活性。斷裂后的GSDME蛋白的N端蛋白具有打孔活性，能插入細(xì)胞膜形成孔洞，從而引發(fā)細(xì)胞焦亡，若突變切割位點(diǎn)D270A，則不能實(shí)現(xiàn)細(xì)胞焦亡。Yu等發(fā)現(xiàn)caspase-11介導(dǎo)的非經(jīng)典途徑細(xì)胞焦亡參與柯薩奇病毒B3誘導(dǎo)的心肌炎發(fā)病過程。河北樣本細(xì)胞焦亡實(shí)驗(yàn)價(jià)格比較
與細(xì)胞焦亡相關(guān)的caspase家族成員中，caspase-1 開始被稱為IL-1β轉(zhuǎn)換酶（IL-1β converting enzyme，ICE），并與CED-3具有高度同源性。由于caspase-3的相對(duì)分子質(zhì)量為3.2×104而稱其為CPP32，并且與CED-3和ICE同源性很高[15]，其可由顆粒酶B或caspase-10在D175位點(diǎn)剪切活化，是凋亡的終末剪切酶。caspase-11的原名為ICh-3，是人caspase-4和鼠caspase-5的同源基因。caspase-4、caspase-5和caspase-11通過caspase激huo募集結(jié)構(gòu)域（caspase activation and recruitment domain，CARD）結(jié)合脂多糖，導(dǎo)致寡聚和細(xì)胞死亡。具有凋亡功能的caspase-8可以負(fù)調(diào)控細(xì)胞壞死，并參與細(xì)胞焦亡的發(fā)生，促進(jìn)IL-1β形成成熟的生物活性形式，以發(fā)揮其抑制中流生長(zhǎng)、侵襲、血管生成和轉(zhuǎn)移等功能。吉林樣本細(xì)胞焦亡咨詢問價(jià)細(xì)胞焦亡在拮抗感ran和內(nèi)源危險(xiǎn)信號(hào)中發(fā)揮重要作用。
細(xì)胞焦亡（pyroptosis）、細(xì)胞凋亡（apoptosis）、細(xì)胞自噬（autophagy）、細(xì)胞壞死性凋亡(necroptosis)都是程序性死亡（Programmed Cell Death, PCD）的表現(xiàn)形式，程序性細(xì)胞死亡是指細(xì)胞接受某種信號(hào)或受到某些因素刺激后，為了維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定而發(fā)生的一種主動(dòng)性消亡過程。細(xì)胞凋亡由凋亡性caspase（Caspase-2, 3, 6, 7, 8, 9或人類caspase-10）介導(dǎo)。相比于細(xì)胞凋亡，細(xì)胞焦亡發(fā)生的更快，并會(huì)伴隨著大量促炎癥因子的釋放。由于細(xì)胞焦亡需要炎癥性caspase的參與，其與另一種壞死性和炎癥性的細(xì)胞程序性死亡方式—壞死性凋亡不一樣，壞死性凋亡發(fā)生不需要caspase的參與。
有意思的是，這兩個(gè)篩選都鑒定到了一個(gè)名為GSDMD的、功能未知的蛋白。通過構(gòu)建GSDMD基因敲除的小鼠巨噬細(xì)胞和人的HeLa細(xì)胞，他們進(jìn)一步驗(yàn)證了GSDMD缺失可以完全抑制所有已知炎癥小體和細(xì)菌LPS引起的細(xì)胞焦亡；并且在這些敲除的細(xì)胞中外源表達(dá)GSDMD都可以回復(fù)細(xì)胞焦亡的發(fā)生。有趣的是，GSDMD缺失并不抑制caspase-1本身的激huo和對(duì)下游白介素1β的切割，但切割后成熟的白介素1β卻幾乎不能分泌到細(xì)胞外，顯示細(xì)胞焦亡對(duì)于白介素1β的分泌必不可少，該結(jié)果也暗示GSDMD在炎性caspase的下游發(fā)揮作用。通過生物化學(xué)的研究，他們發(fā)現(xiàn)GSDMD是所有炎性caspase的共有底物，它們特異性的切割GSDMD兩個(gè)結(jié)構(gòu)域中間的連接區(qū)域，而凋亡相關(guān)的caspases卻不具備該活性；將不能被caspase-1/4/5/11切割的GSDMD回補(bǔ)到GSDMD敲除的細(xì)胞也不能介導(dǎo)細(xì)胞焦亡發(fā)生，說明該切割對(duì)于細(xì)胞焦亡是必需的。細(xì)胞焦亡是由炎癥性caspase（Caspase-1, 4, 5, 11）誘導(dǎo)的一類壞死性和炎癥性的細(xì)胞程序性死亡。
研究證明，AIM2炎癥小體也參與了產(chǎn)單核細(xì)胞增生李斯特菌感ran時(shí)caspase-1的活化。而在AIM2敲除組中，caspase-11被活化，同樣也發(fā)生了焦亡現(xiàn)象，說明在AIM2不存在的情況下，還存在其他的補(bǔ)償機(jī)制來執(zhí)行焦亡信號(hào)。AIM2與NLRP3在李斯特菌感ran巨噬細(xì)胞時(shí)共同發(fā)揮重要作用，他們是通過激huocaspase-1/11來引起細(xì)胞焦亡。而焦亡發(fā)生是由GSDMD參與的。為了證實(shí)GSDMD在感ran中的作用，劉星等構(gòu)建了GSDMD-NT、4A-mutant GSDMD-NT、GSDMD-CT、GSDMD四種構(gòu)建體，分別設(shè)立大腸桿菌感ran組以及金黃色葡萄球菌感ran組，5 min后發(fā)現(xiàn)GSDMD-NT組強(qiáng)烈抑制兩種細(xì)菌的集落形成，說明GSDMD-NT具有kang菌作用。為了進(jìn)一步確定GSDMD-NT是否還具有殺菌作用，研究人員再次用以上四種構(gòu)建體處理了大腸桿菌感ran組及李斯特菌感ran組，20 min后，GSDMD-NT組中約80%的細(xì)菌被殺死。且用負(fù)染色電鏡可觀察到，只有當(dāng)GSDMD與caspase-11同時(shí)存在并結(jié)合的情況下，才會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞膜破裂的現(xiàn)象。細(xì)胞焦亡發(fā)生時(shí)，細(xì)胞會(huì)發(fā)生腫脹，細(xì)胞上形成凸出物，細(xì)胞膜上形成孔隙，釋放內(nèi)容物引起炎癥反應(yīng)。吉林樣本細(xì)胞焦亡咨詢問價(jià)
不完全是因?yàn)樵撨^程沒有焦亡關(guān)鍵因子IL-1β的釋放，取而代之的是IL-1α的分泌。河北樣本細(xì)胞焦亡實(shí)驗(yàn)價(jià)格比較
復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院李繼喜課題組在炎性壞死（細(xì)胞焦亡）作用機(jī)理研究方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)成果日前發(fā)表于美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》。在此之前，科學(xué)家們尚未獲得GSDMD蛋白高分辨率三維結(jié)構(gòu)信息，從自抑制狀態(tài)到活化狀態(tài)的構(gòu)象變化也不清楚。李繼喜團(tuán)隊(duì)通過X-光晶體衍射方法解析了GSDMD-C的三維精細(xì)結(jié)構(gòu)，并結(jié)合X-射線小角衍射和動(dòng)態(tài)光散射等技術(shù)分析了GSDMD的溶液結(jié)構(gòu)及物理化學(xué)性質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，GSDMD-C的***段柔性區(qū)域深入到GSDMD-N結(jié)構(gòu)域中，對(duì)GSDMD的穩(wěn)定性起著很大作用。同時(shí)，基于三維結(jié)構(gòu)的定點(diǎn)突變及替換實(shí)驗(yàn)表明，該區(qū)域?qū)τ诩?xì)胞存活至關(guān)重要。表面電荷分布則表明，與C端結(jié)構(gòu)域分開后，GSDMD的N端結(jié)構(gòu)域表面暴露出來，通過正負(fù)電荷之間的相互作用，進(jìn)一步寡聚從而引起細(xì)胞焦亡。河北樣本細(xì)胞焦亡實(shí)驗(yàn)價(jià)格比較