【热点追踪】细胞的花式死法之细胞焦亡

  Yoho,一年一度的国庆长假又拉开大幕了,对于明年有志于申请国自然的今年的“分母”们来说,与其出去看人山人海不如来听胖师兄给大家唠唠热点。
      对于很多疾病来说,某一器官中的功能细胞死亡或存活对于疾病的发生发展具有重要意义,所以很多研究都是在花式研究细胞各式各样的“死法”,胖师兄从今天就开启连载推文–《细胞的花式死法》,给大家普及一下现有的细胞死亡方式以及研究明星分子、通路,当然还有大家最关心的能够和哪些临床方向相关联。
      今天第一期我们先来聊一聊细胞的一种炎性死亡方式–焦亡。

焦亡“案发现场”

什么是细胞焦亡?
  细胞焦亡(Pyroptosis)又称细胞炎性坏死,是一种程序性细胞死亡,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活强烈的炎症反应。细胞焦亡是机体一种重要的天然免疫反应,在抗击感染中发挥重要作用。细胞焦亡是由Gasdermin(第一个核心明星分子出现了)介导的细胞程序性坏死。疾病当中发生焦亡之后,大量的炎性因子IL-18,IL-1β等释放如微环境中进而进入血液循环促进周身炎性。

焦亡发生经典通路

焦亡研究相关实验与指标

       细胞焦亡主要依靠炎症小体激活caspase家族的部分蛋白,使其切割gasdermin蛋白,激活gasdermin蛋白,活化的gasdermin蛋白转位到膜上,形成孔洞,细胞肿胀,胞质外流,最终导致细胞膜破裂。具体机制是caspase-1通路通过炎症小体感知危险,招募并活化caspase-1,caspase-1切割并激活IL-18,IL-1β等炎症因子,切割GSDMD的N端序列,使其结合到膜上产生膜孔,导致细胞焦亡。由此我们可以得到NLRP3为代表的炎性小体、caspase-1为代表的caspase家族以及gasdermin蛋白不同切割形态作为焦亡发生的检测指标使用。除此以外体外培养中细胞培养基中炎性因子的ELISA实验也是常用的检测手段之一。

除了分子层面以外,在形态学角度来说还可以使用电镜观察、TUNEL染色以及GSDMD/GSDME免疫荧光染色等方式进行确认焦亡的发生。

常见细胞死亡方式形态变化

焦亡临床相关性与研究思路

      目前已经发表的文章或者中标的基金涉及到焦亡相关临床方向已经基本涵盖了国自然所设立的所有疾病方向,只要能与炎症、炎性因子产生关联的疾病基本都会有细胞焦亡的发生。

2019部分焦亡研究中标项目

 

      最后胖师兄给有志于研究焦亡的粉丝们总结一下焦亡研究的逻辑思路:

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