自2015年以来,邵峰院士等人发现,caspase-1和caspase-11/4/5是通过切割一个叫做Gasdermin-D(GSDMD)的蛋白而诱发细胞焦亡的,GSDMD在被caspase-1或caspase-11/4/5切割后,释放出其N端结构域,该结构域具有结合膜脂并在细胞膜上打孔的活性,这样就导致细胞渗透压的变化而发生胀大直至细胞膜的破裂(Shi et al., Nature 2015;Ding et al., Nature 2016)。细胞焦亡(pyroptosis)是一种今年发现的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。细胞焦亡过程中主要效应蛋白是具有膜成孔活性的gasdermin(GSDM)家族成员。上海整体实验细胞焦亡实验咨询问价
2016年6月8日,中科院生物物理研究所所研究员、中国科学院大学岗位教授王大成院士课题组与客座研究员、北京生命科学研究所邵峰院士课题组通力合作,在《Nature》杂志上在线发表题为“Pore-forming activity and structural autoinhibition of the gasdermin family”的研究长文,***解析GSDMD蛋白家族重要成员的三维结构,与生物功能研究有机结合,确证GSDMD为细胞炎性坏死的直接‘***’,揭示GSDMD蛋白以及其它gasdermin家族蛋白介导细胞焦亡和在天然免疫中发挥功能的结构和分子机理,为研发自身免疫疾病和败血症等疾病的创新药物奠定了坚实理论基础,开辟了以针对gasdermin家族蛋白为基础的创新生物医药研发新方向,引起高度重视。江西整体项目细胞焦亡参考价由于细胞焦亡需要炎症性caspase的参与,其与坏死性凋亡不一样。
相比于细胞凋亡,细胞焦亡发生的更快,并会伴随着大量促炎症因子的释放。由于细胞焦亡需要炎症性caspase的参与,其与另一种坏死性和炎症性的细胞程序性死亡方式—坏死性凋亡不一样,坏死性凋亡发生不需要caspase的参与。细胞焦亡发生时,细胞会发生肿胀,在细胞破裂之前,细胞上形成凸出物,之后细胞膜上形成孔隙,使细胞膜失去完整性,释放内容物,引起炎症反应,此时,细胞核位于细胞中yang,随着形态学的改变,细胞核固缩,DNA断裂。细胞焦亡过程,具有caspase-1依赖性。在外界条件的刺激下,caspase-1前体可以与模式识别受体NLRP1、NLRP3等通过接头蛋白ASC变为一个高分子复合物,即炎症小体,也称依赖caspase-1的炎症小体。细胞在caspase-1激huo同时会释放出炎性因子白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)和IL-18,进而吸引更多的炎性细胞,加重炎症反应。焦亡发生时形成孔隙,它允许细胞质的内容物,如乳酸脱氢酶(lactatedehydrogenase,LDH)和炎性细胞因子释放,荧光标记的膜联蛋白V、7-氨基放线菌D或碘化丙啶进入细胞。
细胞焦亡发生时,细胞会发生肿胀,在细胞破裂之前,细胞上形成凸出物,之后细胞膜上形成孔隙,使细胞膜失去完整性,释放内容物,引起炎症反应,此时,细胞核位于细胞中yang,随着形态学的改变,细胞核固缩,DNA断裂。细胞焦亡过程,具有caspase-1依赖性。在外界条件的刺激下,caspase-1前体可以与模式识别受体NLRP1、NLRP3等通过接头蛋白ASC变为一个高分子复合物,即炎症小体,也称依赖caspase-1的炎症小体。细胞在caspase-1激huo同时会释放出炎性因子白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)和IL-18,进而吸引更多的炎性细胞,加重炎症反应。焦亡发生时形成孔隙,它允许细胞质的内容物,如乳酸脱氢酶(lactatedehydrogenase,LDH)和炎性细胞因子释放,荧光标记的膜联蛋白V、7-氨基放线菌D或碘化丙啶进入细胞。细胞焦亡是机体重要天然免疫反应。
炎性小体激huo的分子机制与焦亡的诱导发生需要两步机制:第一步是启动步骤,促炎因子如 proIL-1β、Nlrp3和caspase-11等的转录生成。第二步是激huo炎性复合物,炎性复合物包括NLR(NOD-like receptors,胞浆内感受器)蛋白家族成员、衔接蛋白ASC/TMS1和Pro-Caspase-1,其中NLR蛋白家族成员中NLRP3是细胞焦亡中的主要炎性复合物。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。q-PCR/Western Blot方法检测细胞焦亡相关基因或蛋白的表达水平。江西整体项目细胞焦亡参考价
非经典途径caspase-4、caspase-5和caspase-11依赖性细胞焦亡在中流细胞死亡机制中有重要作用。上海整体实验细胞焦亡实验咨询问价
caspase家族与细胞焦亡有关。caspase家族是被称为CD蛋白的水解酶家族,与秀丽隐杆线虫细胞中的线虫基因所编码的死亡蛋白酶(cell death abnormal-3,CED-3)高度同源,二者均含有一个保守的五肽活性位点“QACXG(GInALa-Cys-x-Gly)”(X可以是R、Q或G)。caspase以无活性的酶原状态存在,通过催化C端半胱氨酸残基特异性地裂解天冬氨酸残基后的肽键行使其功能。目前在哺乳动物中发现了至少16种caspase,其中被研究较为广fan的caspase可以分为凋亡起始子caspase-2、caspase-8、caspase-9和caspase-10,凋亡执行子caspase-3、caspase-6和caspase-7以及具有炎性因子活性的caspase-1、caspase-4、caspase-5和caspase-11。其中与细胞焦亡相关的主要是caspase-1、caspase-3、caspase-4、caspase-5、caspase-11和caspase-8。上海整体实验细胞焦亡实验咨询问价