細胞焦亡的發生依賴Caspase家族。根據人體參與細胞焦亡的Caspase蛋白不同,將激huo途徑分為Caspase-1依賴的經典途徑和Caspase-4/5依賴的非經典途徑。經典途徑與非經典途徑有著共同的執行蛋白GasderminD(GSDMD),Caspase1/4/5可剪切GSDMD蛋白氨基端,形成有活性的GSDMD-NT。GSDMD-NT可與細胞膜上的心磷脂、磷脂酰絲氨酸以及磷脂酰肌醇磷酸鹽特異性結合,通過形成孔道復合體破壞細胞膜完整性,促進細胞內容物和炎癥因子的釋放引發細胞焦亡。細胞焦亡是人體固有免疫的一種調節機制,細胞通過膜表面模式識別受體(patternrecognitionreceptors,PRRs)識別危險刺激信號進而啟動焦亡。經典的細胞焦亡信號通路是依賴caspase-1介導的信號通路。北京動物組織樣本細胞焦亡參考價
非經典途徑細胞焦亡是多種因子相互作用的過程。內外源性損傷因子刺激細胞時,細胞對不同刺激因子的識別、外源性du素進入細胞、細胞內外信號轉導等各種免疫反應均需多種因子參與。在此過程中,caspase-4/5/11、GSDM-D、Toll樣受體(Toll[1]likereceptors,TLRs)以及高速泳動族蛋白B1(highmobilitygroupprotein1,HMGB1)等關鍵分子發揮重要作用。Caspase-1介導經典途徑的細胞焦亡,caspase-11(人同源caspase-4/5)介導非經典途徑的細胞焦亡,近期發現caspase-8亦介導焦亡發生。Caspase-4/5與caspase-11有55%的蛋白質相似,Caspase-4/5在人巨噬細胞、單核細胞、上皮細胞和角質細胞等多種細胞類型中表達,發揮類似于小鼠caspase-11的作用。其中caspae-4在大小和序列上與caspase-11更相似。北京動物組織樣本細胞焦亡參考價研究表明,lncRNA在調節細胞焦亡中具有重要作用。
細胞焦亡發生時,細胞腫脹,細胞膜上形成眾多直徑為10~15nm的孔隙,膜的完整性被破壞,失去調控物質進出細胞的能力,細胞膜溶解,釋放出細胞內容物,誘發炎癥反應。早期焦亡可幫助機體清chu病原體,預防感ran性疾病的發生,然而過度的免疫反應導致炎癥因子大量爆發,引起大規模的細胞焦亡,導致多qi官功能障礙,甚至危及生命。細胞焦亡及釋放的促炎癥細胞因子廣fan參與多種疾病的發生過程,與感ran性、神經系統、心血管、免疫性及代謝性等疾病密切相關。
邵峰等人則利用crispr-cas9技術通過體外的敲除試驗鎖定了關鍵性的蛋白——gasderminD。之后,兩個組都對這一蛋白進行小鼠基因敲除,并證明該蛋白確實參與了caspase-11依賴性的細胞焦亡。邵峰等人來證明gasderminD與細胞壞死性希望以及細胞凋亡過程均沒有必然聯系。為了進一步探究gasderminD是如何影響細胞焦亡的發生,兩個研究組利用一系列生化實驗證明caspase11能夠特異性地在Asp276,Gly277位點之間對gasderminD進行切割,從而產生N端30kDa左右的蛋白以及C端22kDa左右的蛋白。其中N端的蛋白是引發細胞焦亡的活性元件,而C端則對gasderminD的切割起到了抑制的作用。作者通過將gasderminD進行突變使其不能被正常切割,結果顯示該突變的蛋白不能引發細胞焦亡的發生。邵峰等人還鑒定出了除gasderminD以外,同一家族的其它不能被caspase切割的蛋白。由于gasderminD也能夠被caspase1切割,因此邵峰等人認為gasderminD還參與了經典的炎癥小體引發的細胞焦亡。caspase-3是促炎性焦亡的關鍵蛋白。
TLRs是一種I型跨膜蛋白質,可在細胞膜、核內體、溶酶體和內溶酶體等中識別來自細菌、病毒、寄生蟲等的PAMPs。目前在哺乳動物中發現13種TLRs,其中人類和小鼠分別攜帶10種和12種。根據其細胞定位和不同的PAMPs配體,TLRs可分為2類:表達于細胞膜上的TLR1、TLR2、TLR4、TLR5、TLR6及TLR10,主要識別各種微生物的PAMPs等;表達于胞內囊泡如內質網、核內體、溶酶體和內溶酶體等的TLR3、TLR7、TLR8和TLR9,主要識別微生物的核酸。TLR4由3個結構域構成,包含富亮氨酸重復序列(leucine-richrepeats,LRR)的胞外識別域、其后連接單通道跨膜(transmembrane,TM)域以及細胞質Toll/IL-1受體(Toll/IL-1receptor,TIR)下游信號轉導域。TLR4可特異性識別革蘭氏陰性菌或LPS,觸發信號級聯、產生促炎細胞因子、激huo非經典途徑細胞焦亡。過度的細胞焦亡在導致細胞死亡的同時,釋放炎癥因子,擴大炎癥反應,造成發熱,低血壓、敗血癥等癥狀。上海樣本細胞焦亡實驗參考價格
在缺少Caspase-1/11的巨噬細胞中,NLRP3能夠活化Caspase-3/8,進而切割gasdermin E,引發一種不完全焦亡。北京動物組織樣本細胞焦亡參考價
邵峰院士的團隊又在細胞焦亡研究領域取得了新的突破,揭示了另一種Gasdermin家族蛋白GSDME引起細胞焦亡的機制。這一發表在《自然》雜志上的發現對ai癥zhiliao(尤其是化療)的研究和開發具有重要指導意義。不同于GSDMD,GSDME*能被caspase-3所切割,釋放出可導致細胞膜穿孔的N端片段。Caspase-3則可被腫瘤壞死因子-α(TNFα)或化療藥物所激huo,引起細胞凋亡;如果此時細胞中也存在GSDME蛋白,則會使細胞從凋亡迅速轉入焦亡的進程,或者直接走向細胞焦亡。在人體的許多正常細胞中,都會有GSDME蛋白表達。如果對這些表達GSDME的正常細胞施以化療藥物,均會導致細胞焦亡,而caspase的抑制劑zVAD或者GSDME的敲除和敲低則會阻斷焦亡的進程。當GSDME敲除的健康小鼠接受化療藥物后,其經歷的有害副作用(包括組織損傷和體重減輕等)相比野生型小鼠則會明顯減輕。北京動物組織樣本細胞焦亡參考價
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