细胞焦亡在肿瘤发生、发展与治疗中的作用

细胞焦亡(pyroptosis)又称细胞炎性坏死，是Gasdermin蛋白家族介导的一种程序性细胞死亡，表现为细胞不断肿胀直至细胞膜破裂，导致细胞内容物释放，进而激活强烈的炎症反应。近年来，细胞焦亡在肿瘤发病机制中的作用变得越来越突出，焦亡信号通路分子及细胞焦亡过程中释放的多种炎症介质与肿瘤的发生、发展及对肿瘤化疗和免疫治疗的反应密切相关。由于肿瘤的异质性，细胞焦亡在不同肿瘤中的作用并不相同，因此有必要研究细胞焦亡在不同肿瘤中的具体作用机制。从药理学角度，寻求促进生成炎症小体或激活焦亡通路的分子底物，为肿瘤药物的研发和治疗提供更多思路。细胞焦亡在一定程度上也解答了肿瘤化疗和免疫治疗副作用产生的原因。细胞焦亡在肿瘤治疗过程中是“双刃剑”,如何调节药物在肿瘤组织、正常组织和免疫微环境中诱导细胞焦亡的方式和程度，对于提高肿瘤的化疗和免疫治疗效果，降低毒副作用具有重要的意义。本文就细胞焦亡的类型及分子机制，细胞焦亡在肿瘤的发生发展及其在肿瘤化疗、放射治疗、中药治疗和免疫治疗过程中发挥的作用进行综述，以期为临床肿瘤治疗和预后分析提供新靶点。     

细胞焦亡在病毒性疾病中的研究进展

细胞焦亡(pyroptosis)是一种依赖炎性caspase(caspase-1/-4/-5/-11)激活的由焦亡蛋白(gasdermin D,GSDMD)介导的细胞程序性坏死,表现为细胞肿胀、破裂,内容物释出并伴随强烈的炎症反应,诱导细胞死亡。深入研究发现,细胞焦亡与多种病毒性疾病的发生发展密切相关。该文就细胞焦亡的机制以及其在病毒性疾病发生发展中作用作一综述。     

新型程序性细胞死亡方式—焦亡的研究进展

细胞死亡包括程序性死亡及坏死,而程序性死亡中新型的细胞死亡方式——焦亡被发现,更新了人们对细胞死亡的认识。近年来,细胞焦亡机制的研究取得重大进展,研究显示Gasdermin家族蛋白是焦亡的直接执行者,其中重要成员Gasdermin D和Gasdermin E的上游信号蛋白也基本明确。细胞焦亡时,Gasdermin蛋白N端域插入细胞膜形成孔道,导致细胞膜破裂,细胞内容物外渗,并释放IL-1β和IL-18。焦亡作为区别于凋亡的新型细胞程序性死亡,具有诱导炎性反应的特征。因此深入研究焦亡在疾病中的作用与机制,对阐明炎性相关疾病的机制和指导治疗具有重要意义。本文就焦亡的发现、焦亡通路的信号蛋白及在相关疾病的研究进展作一概述。     

GSDMD调控非酒精性脂肪肝中细胞焦亡的研究进展

细胞焦亡是一种炎症相关的细胞程序性死亡方式,由胱天蛋白酶(caspase)和炎性小体介导,最终依赖gasdermin家族成员gasdermin D(GSDMD)执行。细胞焦亡的发生伴随着细胞内炎性因子的外泄及免疫细胞的活化,因此与炎症反应的发生密切相关。非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD)是一种病因不明的慢性肝病,如果缺乏有效的干预手段,脂肪变性会逐渐进展至炎症、纤维化,最终发展至肝硬化。GSDMD 介导的细胞焦亡在非酒精性脂肪性肝病的发病过程中扮演重要角色,不仅会导致肝细胞死亡,还会加重炎症反应和纤维化的进程。抑制GSDMD 的功能从而减少细胞焦亡能够有效地缓解NAFLD 中的脂质堆积和炎症反应,这将为NAFLD 的治疗开辟一个新的研究方向。本文将概述GSDMD 介导的细胞焦亡的分子机制,并关注GSDMD 和细胞焦亡在NAFLD 发病机制及治疗方面的研究进展,为NAFLD 的诊治提供新思路。     

细胞焦亡机制及与疾病的关系

细胞焦亡(pyroptosis)是近年来发现的一种区别于细胞凋亡的促炎程序性死亡方式。焦亡途径包括半胱天冬酶(caspase)-1介导的经典焦亡途径和Caspase-4/5/11介导的非经典焦亡途径。细胞焦亡涉及多种炎性小体的激活,如核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLR pyrin domain containing 3,NLRP3)、核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白C4 (NLR containing a caspase recruitment domain 4,NLRC4)以及黑色素瘤缺乏因子2 (absent in melanoma 2,AIM2)等。Gasdermin-D(GSDMD)是参与细胞焦亡的关键切割蛋白,最终导致膜蛋白通道开放、膜孔形成、白细胞介素(interleukins,ILs)释放,从而扩大炎症反应。细胞焦亡介导许多疾病如感染性疾病、神经系统疾病、心血管疾病、代谢性疾病以及炎症免疫性疾病等。本文综述了细胞焦亡机制及与疾病关系的研究进展。     

病原体逃逸宿主固有免疫的新策略：抑制细胞焦亡

细胞焦亡是一种由Gasdermin家族蛋白介导的新型程序性细胞死亡。当宿主细胞感应病原体感染或其他危险信号时，Gasdermin家族蛋白被切割活化并诱导细胞焦亡。细胞焦亡过程往往伴随大量炎性细胞因子释放，这些炎性细胞因子在宿主清除病原体过程中发挥着至关重要作用，而病原体在与宿主长期“博弈”过程中也进化出抑制细胞焦亡的策略以实现免疫逃逸。本文介绍了细胞焦亡的发现历程及其在抗感染免疫中的重要功能，并总结了病原体抑制细胞焦亡的多种新策略及其相关研究进展。深入理解细胞焦亡的发生及调控机制，可揭示相关感染性疾病的发病机制并有助于开发有效的抗感染治疗策略。     

AIM2炎症小体介导细胞焦亡的研究进展

细胞焦亡是一种程序性细胞死亡，参与了多种疾病的发生发展，而炎症反应在细胞焦亡中的作用是目前的研究热点。炎症小体是炎症反应的重要组成部分，其中黑色素瘤缺乏因子2 (absent in melanoma 2,AIM2)炎症小体的激活是诱发由含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白酶1 (caspase-1)介导的细胞焦亡的重要因素。靶向AIM2炎症小体激活与细胞焦亡可作为临床相关疾病治疗的有效策略，本文综述了AIM2炎症小体介导的细胞焦亡的研究进展。     

细胞焦亡与代谢性疾病的研究进展

细胞焦亡是一种与炎性应答有关的细胞程序性死亡方式,与高血脂、高血糖、痛风和动脉粥样硬化等多种代谢性疾病密切相关。通过caspase-1依赖或非依赖的机制调节的细胞焦亡都参与代谢性疾病的发展。在caspase-1依赖的细胞焦亡中,多种代谢性疾病有关的危险信号激活Nod样受体蛋白3炎症小体,导致细胞焦亡、白介素-1β水平增加,进而激活局部及全身炎症反应,是代谢性疾病发生发展的重要原因之一。革兰氏阴性菌释放的脂多糖能直接激活caspase-4/5/11,导致caspase-1非依赖的细胞焦亡。抑制细胞炎症小体–焦亡通路未来可能成为改善代谢性疾病的有效治疗策略之一,然而,由于细胞焦亡调节代谢稳态的机制仍不清楚,因此还需要进一步研究。     

细胞焦亡分子机制及其调控

与基因相关的细胞死亡途径统称为细胞程序性死亡,细胞焦亡是一种新近发现的依赖炎性半胱天冬氨酸酶,并且伴随炎症反应的细胞程序性死亡方式。细胞焦亡的生物学特征、发生与调控机制都区别于其他细胞死亡方式。简要概述了细胞焦亡的研究历史,并从非编码RNA、细胞应激、受体蛋白和化学物质4个方面详细介绍了细胞焦亡的影响因素和调控机制,以期明确细胞焦亡在先天免疫中的角色。     

肠道病毒71型感染诱导细胞程序性死亡形态学及分子生物学特征的初步研究

肠道病毒 71型(enterovirus type 71,EV71)感染常可引起婴幼儿手足口病(hand,foot and mouth disease,HFMD),还可引起中枢神经系统并发症等重症,甚至死亡。研究认为,EV71诱发重症的原因主要与病毒感染诱导细胞程序性死亡(programmed cell death,PCD)及诱导细胞产生大量炎症因子有关。病毒感染可通过激活不同的信号通路触发细胞程序性死亡,主要包括含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate specific proteinase,caspase)依赖的细胞凋亡、细胞焦亡,以及非caspase依赖的细胞坏死性凋亡。本研究旨在探讨EV71感染诱导细胞程序性死亡的形态学和分子生物学特征,利用显微镜和免疫荧光技术检测EV71感染后细胞形态变化,JC-1染色检测感染后细胞线粒体膜电位变化,流式细胞术及Annexin V-FITC/PI双染法、乳酸脱氢酶释放量法检测感染细胞的细胞膜损伤程度,结合蛋白免疫印迹法检测病毒感染后细胞中多聚ADP核糖聚合酶[poly(ADP-ribose) polymerase,PARP]、caspase-9、caspase-3等凋亡因子,以及细胞焦亡关键效应蛋白Gasdermin D、坏死性凋亡效应蛋白MLKL的磷酸化情况。结果显示,EV71感染后细胞主要呈现凋亡特征,并伴随少量细胞坏死。与细胞凋亡相关的PARP被剪切,caspase-9和caspase-3等相关因子被激活。经泛caspase抑制剂处理后,细胞程序性死亡被抑制,但仍有部分细胞坏死。结果提示,EV71感染以细胞凋亡为主,也可能存在非caspase依赖的细胞程序性死亡。     

细胞焦亡与糖尿病肾病肾间质纤维化

肾间质纤维化是糖尿病肾病等慢性肾脏疾病进展至终末期肾病的不可逆性危险因素。细胞焦亡是一种新型程序性细胞死亡,通过诱导炎症反应的发生参与糖尿病肾病。焦亡引起的慢性炎症和纤维化被认为是糖尿病肾病发病的重要因素。因此,明确细胞焦亡与糖尿病肾病肾间质纤维化之间的关系对延缓糖尿病肾病进展至关重要。本文综述了近年来细胞焦亡在糖尿病肾病肾间质纤维化发病机制中的研究进展,以期为临床防治糖尿病肾病提供更多的理论基础。     

GSDMs家族蛋白介导细胞焦亡在抗肿瘤免疫中的作用

细胞焦亡是一种调节性细胞死亡方式。Gasdermine（GSDMs）是一类执行细胞焦亡的胞内蛋白质。虽然GSDMs表达后的完整蛋白质不具有活性,但能被某些蛋白水解酶激活。被激活的GSDMs N端在质膜上穿孔,导致细胞裂解,引起细胞内的促炎分子及损伤相关分子模式（danger-associated molecular patterns,DAMPs）迅速有效地从焦亡细胞中释放,从而引发炎症和免疫反应。焦亡细胞促进抗肿瘤免疫作用可能涉及细胞毒性T淋巴细胞对肿瘤细胞的杀伤。本文介绍GSDMs介导的细胞焦亡及细胞焦亡过程中引发促炎症和免疫反应的关键分子,并且探讨细胞焦亡对肿瘤治疗的有利及不利因素,以期更好地了解细胞焦亡对肿瘤免疫微环境的影响及对肿瘤免疫治疗的作用,有助于促进恶性肿瘤治疗策略的改进。     

细胞焦亡:一种与炎症相关的细胞死亡

细胞焦亡是一种促炎症性和溶解性的细胞模式死亡,它是依赖半胱天冬酶-1(caspase-1)的激活所引起的一系列反应,最终作用于细胞,产生一种介于凋亡和坏死之间的细胞死亡。机体通过触发细胞焦亡而起到保护机体免受外界感染的作用,其中炎症小体激活半胱天冬酶-1(caspase-1)对于细胞焦亡的诱导起着重要的作用。本文主要介绍细胞焦亡及其被诱发的分子机制新进展,及与临床贴近的最新进展。     

细胞焦亡与糖尿病及其并发症的关系研究进展

细胞焦亡(pyroptosis)是近年来新发现的一种程序性细胞死亡方式,其主要是由不同类型的半胱氨酸蛋白酶和促炎细胞因子的释放所触发的炎症反应。2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)是以慢性高血糖为主要特征的代谢性疾病,在长期高血糖的刺激下,患者处于慢性低度炎症状态,常造成如心血管、肾脏、眼睛,以及神经等组织器官发生慢性进行性病变。近年来研究发现细胞焦亡在T2DM及其并发症中发挥重要作用,该文就细胞焦亡与糖尿病及其并发症的关系和机制进行综述。     

细胞焦亡与脑卒中

细胞焦亡是一种依赖于caspase-1和caspase-4/5/11的程序性细胞死亡方式,参与感染性疾病和神经系统疾病等的发展过程。细胞焦亡主要由经典炎症小体途径和非经典炎症小体途径介导,而经典炎症小体途径在脑卒中中活化并且加重脑损伤,抑制炎症小体和下游分子能减轻损伤发挥保护作用。经典炎症小体途径介导了脑卒中损伤,因而焦亡成为脑卒中干预的潜在靶点。本文就细胞焦亡与脑卒中关系的研究进展进行综述,旨在为相关领域的研究提供参考。     

细胞焦亡的机制和功能

细胞焦亡(pyroptosis)是一种高度促炎性的细胞程序性死亡,最早是在受细菌感染或者细菌毒素处理后的巨噬细胞中观察到的,很长一段时间被误认为是一种巨噬细胞特异的、依赖于能够切割白介素1β的促炎性蛋白酶caspase-1的细胞死亡.后续的研究发现,胞浆内模式识别受体识别病原体来源的模式分子或者机体本身来源的危险信号分子形成炎症小体(inflammasomes),招募和激活caspase-1导致细胞焦亡;鼠的caspase-11和人的caspase-4/5直接作为模式识别受体识别细菌脂多糖类脂A组装的炎症小体也导致细胞焦亡,这一发现颠覆了传统炎症小体的概念.与caspase-1不同, caspase-11/4/5不能切割白介素且引起的细胞焦亡在非单核细胞中也普遍存在.最新的研究发现, caspase-1以及caspase-11/4/5都能切割共同的底物gasdermin D(GSDMD)导致裂解性细胞死亡.GSDMD属于一类具有膜打孔活性的gasdermin家族蛋白成员,细胞焦亡也被重新定义为gasdermin介导的程序性坏死样细胞死亡,开创了细胞焦亡研究的新领域.本文回顾了细胞焦亡研究的历史以及细胞焦亡概念的进化过程,总结了caspase-1和caspase-11/4/5上游目前已知的天然免疫通路,讨论了关于细胞焦亡的研究进展尤其是GSDMD以及其他gasdermin家族细胞焦亡执行蛋白的功能和作用机制,以及细胞焦亡和相关蛋白在对抗感染以及人的自身炎症性疾病过程中的作用.     

细胞焦亡的分子机制及其临床意义

细胞焦亡(pyroptosis)是近年来被发现并证实,有别于细胞自然死亡、凋亡及坏死的一种新的细胞死亡类型,其生物学特征是细胞死亡依赖于两种半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶(caspase):caspase-1及caspase-4/5/11,并伴随着炎性反应的发生。最近研究发现,感染性疾病、传染性疾病、糖尿病和心血管疾病等多种疾病的发生、发展均有细胞焦亡的参与。因此,深入研究细胞焦亡在相关疾病发生、发展及转归中的作用,会对疾病的防治有着重要意义。     

病原菌作用于细胞焦亡的策略:盾-矛之争

焦亡是一种细胞程序性死亡的形式,其特征表现为细胞的裂解并伴随细胞因子、损伤和病原体相关的分子模式的释放.细胞焦亡能够促进炎症免疫反应发生,消除细胞内的病原菌,在细胞抵御病原菌感染过程中发挥重要作用.但是,在长期的军备竞赛中,病原体已进化出抑制宿主细胞焦亡的机制,以增强它们生存和致病的能力.本文从细胞焦亡的分子机制及其在宿主防御中的作用,以及病原菌抵御宿主细胞焦亡的策略等方面进行了综述,将有助于人们进一步了解和探索细菌病原体和细胞焦亡相互作用的机制,并为将来开发基于细胞焦亡抵抗病原体感染的新药提供思路.     

GSDMD介导的细胞焦亡在感染性疾病中的研究进展

细胞焦亡是细胞感染时由炎症小体介导,以裂解细胞为特点的程序性死亡形式。其激活途径分为依赖半胱氨酸蛋白酶-1或半胱氨酸蛋白酶-4/5/11活化的经典与非经典途径。目前的研究表明细胞焦亡过程中主要效应蛋白是具有膜成孔活性的gasdermin(也作GSDM)家族成员。因此,细胞焦亡也被称为gasdermin介导的程序性坏死。当宿主受到感染时,细胞焦亡与宿主自身其他免疫防御机制存在互相调节机制,保证宿主在清除感染的同时降低自身损伤程度。本文笔者将从研究最为广泛的GSDMD在细胞焦亡途径中的作用机制、细胞焦亡在感染性疾病中的研究进展以及细胞焦亡与其他程序性死亡在感染性疾病中的相互作用这三个方面作系统叙述,期望为今后研究如何通过细胞焦亡途径治疗感染性疾病提供理论基础。     

炎性小体在诱导脊髓损伤神经炎症中的作用

脊髓损伤的治疗与康复一直是医学领域的重大难题,尤其是在改善损伤的神经功能方面进展甚微。继发性损伤是造成脊髓损伤后神经功能障碍的主要原因,炎症反应是继发性损伤阶段最重要的病理过程。急性期通过抑制神经炎症来减轻继发性损伤被认为可减轻神经功能损害而达到神经保护作用。炎性小体是一类蛋白质复合体,由模式识别受体中的NLRs家族和PHYIN家族的受体蛋白质作为主要框架组装并命名,常见的炎性小体包括NLRP1、NLRP3、NLRC4(IPAF)、AIM2等。在感染或受到损伤刺激时,炎性小体在细胞质内组装,并激活促炎症蛋白酶胱天蛋白酶1(caspase-1),活化的胱天蛋白酶1一方面促进促炎症细胞因子IL-1β和IL-18的前体成熟和分泌,另一方面介导细胞焦亡。细胞焦亡以细胞肿胀破裂并释放细胞内容物为特征,是在炎症和应激的病理条件下诱导的程序性细胞死亡方式。促炎症细胞因子和焦亡释放的胞内物质都可作为促炎信号引发炎症反应。近期发现,炎性小体通过诱导促炎因子释放以及介导细胞焦亡等途径, 参与激活脊髓损伤后的炎症级联反应,加重继发性神经炎症。靶向抑制炎性小体的激活可减轻炎症反应,促进神经细胞存活,达到神经保护作用。因此,炎性小体有望成为脊髓损伤治疗的新靶点。本文拟从炎性小体的结构及其在脊髓损伤中的作用、激活机制和治疗前景进行综述,以期为后续研究提供思路。