细胞焦亡是近年来发现并证实的一种新的程序性细胞死亡方式,其特征为依赖于炎性半胱天冬酶(主要是caspase-1,4,5,11),并伴有大量促炎症因子的释放。细胞焦亡的形态学特征、发生及调控机制等均不同于凋亡、坏死等其他细胞死亡方式。
细胞焦亡的特征
1.形态学
光镜下焦亡细胞表现为细胞肿胀膨大,并且有许多气泡状突出物。相对坏死细胞而言,细胞焦亡的肿胀程度更低。电镜下,可以清楚看到在细胞质膜破裂前,焦亡的细胞形成大量小泡,即焦亡小体。之后细胞膜上会形成孔隙,细胞膜破裂,内容物流出。
2.生化特征
细胞焦亡的生化特征主要标志有炎症小体的形成,caspase和gasdermin的激活以及大量促炎症因子的释放。
细胞焦亡的主要通路
细胞焦亡主要依靠炎症小体激活caspase家族的部分蛋白,使其切割gasdermin蛋白,激活gasdermin蛋白,活化的gasdermin蛋白转位到膜上,形成孔洞,细胞肿胀,胞质外流,*终导致细胞膜破裂,细胞焦亡。细胞焦亡亦有经典通路与非经典通路之分。
1.经典通路
caspase-1通路通过炎症小体感知危险,招募并活化caspase-1,caspase-1切割并激活IL-18,IL-1β等炎症因子,切割GSDMD的N端序列,使其结合到膜上产生膜孔,导致细胞焦亡。
2.非经典通路
在非经典通路中,人源的caspase-4,5,鼠源的caspase-11,则可以直接与细丨菌的LPS等接触激活,然后切割GSDMD,并间接激活caspase-1,引发焦亡。
证明细胞程序性死亡是否为细胞焦亡,建议至少验证如下指标:
1. Gasdermin D
细胞焦亡发生时,Gasdermin D(GSDMD,53KD)被切割,产生30KD左右的片段,可以购买GSDMD一抗,用Western blot(WB)来验证。
2. Caspase-1、Caspase-4
细胞焦亡发生时,caspase-1和caspase-4被激活,可以通过检测caspase-1和caspase-4的活性来验证。
推荐Abbkine Caspase-1 活性分析试剂盒 (比色法)(货号:KTA3020)和 Caspase-4 活性分析试剂盒 (比色法)(货号:KTA3023)
3. IL-1β、IL-18
细胞焦亡发生时,IL-1β和IL-18会释放到细胞中,可以通过ELISA方法检测细胞上清中的IL-1β和IL-18的含量来验证。
推荐EliKine™ Human IL-1β ELISA Kit(货号:KET6013)和EliKine™ Human IL-18 ELISA Kit(货号:KET6023)
同时,可以用扫描电镜观察细胞形态(细胞膜破裂、细胞膨大&变形、细胞器变形)。
如上关于细胞焦亡的知识,你get到了吗?
http://www.abbkine.cn/pyroptosis