湖北细胞焦亡

近日，一篇发表在国际杂志nature上的研究报告中，来自北京生命科学研究所的邵峰院士课题组报道发现细胞焦亡的重要蛋白GSDME(DFNA5)。该蛋白在中流化疗药物的作用下，通过caspase-3的切割作用获得活性，诱导肿瘤细胞的细胞焦亡，并在化疗药物对正常组织的毒副作用中扮演重要角色。此前邵峰院士已经发表了有关文章证明GSDMD蛋白在细胞焦亡中的重要作用，此次，他们关注的是与GSDMD属于同一蛋白家族的GSDME蛋白。GSDME是非常古老而保守的蛋白，斑马鱼中的GSDME蛋白与人中的有50%的相似性，说明GSDME介导的细胞焦亡在进化上是保守且重要的。进一步实验证明，GSDME在TNFa和CHX的诱导下，被caspase-3特异性的切割D270A位点而断成两部分并获得活性。断裂后的GSDME蛋白的N端蛋白具有打孔活性，能插入细胞膜形成孔洞，从而引发细胞焦亡，若突变切割位点D270A，则不能实现细胞焦亡。适度的细胞焦亡可qingchu致病微生物。湖北细胞焦亡

细胞焦亡是机体重要天然免疫反应，在拮抗感ran和内源危险信号中发挥重要作用。细胞焦亡广fan参与感ran性疾病、神经系统相关疾病和动脉粥样ying化性疾病等的发生fa展，对细胞焦亡的深入研究有助于认识其在相关疾病发生fa展和转归中的作用，为临床防治提供新思路。近几年，细胞焦亡的研究热度迅猛上升，已成功吸引科学家们的眼球，一跃成为热门研究领域。细胞焦亡（pyroptosis）、细胞凋亡（apoptosis）、细胞自噬（autophagy）、细胞坏死性凋亡(necroptosis)都是程序性死亡（ProgrammedCellDeath,PCD）的表现形式。湖北细胞焦亡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。

2015年9月16日，我国北京生命科学研究所邵峰实验室在《Nature》杂志在线发表名为“CleavageofGSDMDbyinflammatorycaspasesdeterminespyroptoticcelldeath”的长文，解析细胞炎性坏死（细胞焦亡，pyroptosis）的关键分子机制。细胞炎性坏死或细胞焦亡是机体在感知病原微生物浸染后启动的免疫防御反应，在拮抗和清chu病原感ran以及内源危险信号中发挥重要作用。细胞焦亡本质上一种程序性细胞坏死；细胞膜形成孔洞，细胞逐渐膨胀至细胞膜破裂，**终导致大量细胞内容物释放，激huo强烈的炎症反应。过度的细胞焦亡会诱发多种自身炎症性和自身免疫性疾病；**近也有研究显示aizi的发生也和细胞焦亡有关。细胞焦亡被认为由两种含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶（caspase）介导，包括caspase-1和caspase-4/5/11。Caspase家族包括十多个成员，其中绝大部分都在细胞凋亡中发挥功能。Caspase-1和caspase-4/5/11则属于炎性caspase。事实上，caspase-1是**早被发现的caspase家族成员，早在上世纪90年代初就被发现可以诱导细胞死亡（一度被误认为是凋亡）。

细胞焦亡（pyroptosis）是一种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。细胞焦亡的机制中GSDMD的切割，IL-1β和IL-18前体的切割成熟和释放是关键信号，因此证明所诱发的细胞死亡方式是否为细胞焦亡，需要几个关键的实验证据：（1）GSDMD的切割（Western检测）；（2）Caspase的激huo，主要是Caspase-1，Caspase-4，Caspase-5，Caspase-11。（Western检测）；（3）IL-1β和IL-18前体的切割成熟和释放（Western，ELISA等）；（4）细胞形态学检测（CCK-8等）；（5）染色质完整性检测（Tunel等）。细胞焦亡的机制中GSDMD的切割，IL-1β和IL-18前体的切割成熟和释放是关键信号。

细胞焦亡（pyroptosis）是一种近期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。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）。目前对GSDME的研究还较少，很可能会成为焦亡研究中的新热点。湖北细胞焦亡

细胞焦亡主要依靠炎症小体激huocaspase家族的部分蛋白。湖北细胞焦亡

与细胞凋亡相比，细胞焦亡是由炎症性caspase（Caspase-1, 4, 5, 11）诱导的一类坏死性和炎症性的细胞程序性死亡。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。Nature：化疗药物通过Caspase-3切割GSDME诱导细胞焦亡2017年5月1日，Nature发表了邵峰的一项重要研究成果，报道发现化疗药物诱导Caspase-3切割GSDME，实现细胞凋亡向细胞焦亡的转变。被Caspase-3切割后的GSDME的N端多肽也可以形成孔道，导致炎症性细胞因子的释放。GSDME在正常组织中有一定的表达水平，但经常在肿瘤细胞中表达沉默。GSDME敲除小鼠对一些化疗药物（如顺铂）诱发的组织损伤具有一定的抵抗能力。本文的工作发现了细胞凋亡的执行者Caspase-3切割GSDMD同家族的另一成员GSDME，可以实现细胞凋亡-细胞焦亡的转变。湖北细胞焦亡