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细胞焦亡:需要检测的重点指标有哪些?

发布时间:2020年08月05日 浏览次数:474

什么是细胞焦亡?

细胞焦亡是一种炎症程序性细胞死亡,由各种病理刺激引发,如中风、心脏病发作、癌症、微生物感染等。其它已知类型的程序性细胞死亡包括凋亡和坏死。研究发现,细胞焦亡依赖于caspase-1,这从根本上将细胞焦亡与其它细胞死亡途径区分开来。由于caspase-1是细胞焦亡途径中的主要效应蛋白酶,因此caspase-1的活化是细胞发生焦亡的重要指标。细菌的多糖结构也会刺激caspase-4活化,发生细胞焦亡。

细胞焦亡途径

图1:细胞焦亡途径

 

细胞焦亡特征:

1. 细胞膜破裂:Caspase-1介导的细胞膜离子梯度发生改变,产生净增加的渗透压,导致细胞膜破裂,细胞膨大,变形,释放炎性物质;

2. DNA降解:DNA随机降解,不像细胞凋亡时,DNA降解为180-200bp及其整数倍的片段;

3. 产生炎症体:炎症体是一种胞质多聚体信号复合物,协调免疫反应对入侵病原体的激活。炎症体的激活导致caspase-1的加工和激活。一旦被激活,caspase-1将pro-IL-1β和pro-IL-18切割成成熟形式,并切割Gasdermin D(由GSDMD编码)以诱发细胞焦亡。

4. 活化的IL-1β和IL-18的释放:炎性细胞因子IL-1β和IL-18在细胞焦亡中经历caspase-1依赖性激活和分泌。白介素-1β是一种有效的内源性热原,可刺激发热、白细胞组织迁移和多种细胞因子和趋化因子的表达。白细胞介素-18诱导干扰素γ的产生,对活化T细胞、巨噬细胞和其它细胞类型很重要。白细胞介素-1β和白细胞介素-18在一系列炎症和自身免疫性疾病的发病机制中起着至关重要的作用。

 

因此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。

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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。

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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?

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