细胞焦亡明显的特征是细胞膜结构完整性的破坏以及胞内物质释放到细胞外,这一特征与非caspase依赖性的细胞死亡如坏死性凋亡、细胞坏死相似,但与细胞膜结构保持完整并形成凋亡小体的细胞凋亡有着明显的区别。尽管如此,细胞焦亡与细胞凋亡仍具有一些共同的特征。AnnexinV染色阳性、DNA的片段化、染色质固缩、caspases一3和一7的成熟以及多聚ADP。核糖聚合酶l(polyADPfibosepolymerase1,PARPl)的裂解都被认为是细胞凋亡的特征。然而,这些特征并不是细胞凋亡所特有的,它们也在被沙门杆菌感ran的焦亡巨噬细胞中能够观察到。敲除GSDMD基因可阻止细胞释放IL-1β、炎症小体和脂多糖引发的细胞焦亡。上海组织样本细胞焦亡咨询问价
细胞焦亡属于炎症性死亡途径,按激huo机制,可分为Caspase-1依赖和不依赖两种途径。两种途径都是通过切割GSDMD后形成N端游离的肽段,这一肽段会诱导细胞形成孔道并导致细胞破裂,释放胞质成分。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。不同的只是是否直接激huoCaspase-1。(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。天津样本细胞焦亡实验服务细胞焦亡关键分子NLRP3炎症小体的活化与肝ai发病机制密切相关。
DING等人用薯蓣素处理人骨肉瘤MG63、MNNG和HOS细胞时发现,活化caspase-3可以裂解GSDME,诱发细胞焦亡。LI等人发现,使用荜茇酰胺类似物L50377处理A549和NCI-H460细胞后,会使中流细胞内ROS升高,同时促进caspase-3活化,切割GSDME,诱发细胞焦亡。YU等人发现,当抑制真核生物延伸因子2激酶(eukaryotic elongation factor-2 kinase,eEF-2K)时,可以增强多柔比星对黑素瘤SK-MEL-5、SK-MEL-28和A-375细胞的焦亡作用,即GSDME被caspase-3特异性裂解。近期的一项研究报道了GSDME-C端结构域在焦亡中的作用;中流坏死因子α联合放线菌酮以及HY-10087(针对Bcl-2的抑制剂,Navitoclax)都可以诱导结肠aiHCT116细胞通过Bak/Bax[1]caspase-3-GSDME信号通路诱发GSDME-C端结构域的棕榈酰化和GSDME-N端结构域的膜孔效应而发生焦亡。
临床研究发现,急性心肌梗死会导致焦亡相关蛋白GSDMD和GSDMD-NT水平升高,进而诱发巨噬细胞的细胞焦亡和下游的炎症反应,而新型蒽醌类化合物琥珀酸Kanglexin能够阻止这一有害改变,并预防心脏损害和心功能不全。动物研究发现,心肌缺xue再灌注损伤会导致心肌细胞GSDMD-NT水平升高,大黄素可通过Toll样受体4/髓样分化因子88/核因子κB/NLRP3途径抑制NLRP3介导的细胞焦亡,提高心肌细胞存活率,缩小心肌梗死面积,预防心室重构。动脉粥样ying化是冠xin病的基本病理表现,延缓斑块进展是zhiliao冠xin病的关键。降脂药阿托伐他汀可通过长链非编码RNANEXN-AS1/NEXN途径降低GSDMD、IL-1β和IL-18的水平,从而抑制细胞焦亡,起到抗动脉粥样ying化的作用。红景天苷能够抑制GSDMD的表达,减少IL-1β释放,降低细胞焦亡导致的炎症级联反应,达到抗yan、延缓斑块进展的目的。经典的细胞焦亡信号通路是依赖caspase-1介导的信号通路。
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。细胞焦亡对细胞焦亡的深入研究有助于认识其在相关疾病发shengfa展和转归中的作用,为临床防治提供新思路。中国香港细胞焦亡检测项目
研究发现NLRP3炎症小体介导的焦亡可由肿瘤坏死因子α诱导。上海组织样本细胞焦亡咨询问价
一旦活化,炎性体激huo半胱天冬酶,而这种酶经激huo后将一种被称作gasderminD的分子切成两段。这种切割释放出gasderminD的活性片段,即gasdermin-D-NT。但是这如何导致细胞焦亡是不清楚的。如今,Lieberman、Wu和他们的同事们证实gasdermin-D-NT发挥双重作用。一方面,它在正在感ran宿主细胞的细菌的细胞膜上打孔,从而杀死这些细菌;同时,它也在宿主细胞的细胞膜上穿孔,导致细胞焦亡,从而杀死宿主细胞,释放出细菌和免疫警报信号。他们发现附近未被感ran的宿主细胞毫发未伤。另一方面,研究人员发现gasdermin-D-NT直接杀死宿主细胞外面的细菌,包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和李斯特菌。在培养皿中,这发生很快,在5分钟内完成。这些结果还需要在细菌感ran和败血症模式动物体内再现,但是Lieberman认为理解gasdermin-D-NT如何发挥作用可能被用来协助zhiliao高度危险的细菌感ran。上海组织样本细胞焦亡咨询问价