一句话告诉你细胞的另一种死亡方式-细胞焦亡
细胞焦亡（Pyroptosis）
细胞焦亡（Pyroptosis）什么是细胞焦亡？细胞焦亡（Pyroptosis）又称细胞炎性坏死，是一种程序性细胞死亡，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活强烈的炎症反应。
这个过程中仍可有DNA的片段化、染色质固缩和细胞骨架破坏，这是与凋亡难以区分的特征。
焦亡主要通过炎症小体介导包含Caspase-1在内的多种Caspase的激活，造成包括GSDMD在内的多种Gasdermin家族成员发生剪切和多聚化，造成细胞穿孔，进而引起细胞死亡。
细胞焦亡的一个主要特征是细胞死亡过程中伴随着大量促炎因子的释放。
疾病当中发生焦亡之后，大量的炎性因子IL-18，IL-1β等释放如微环境中进而进入血液循环促进周身炎性。
细胞焦亡是机体一种重要的天然免疫反应，在抗击感染中发挥重要作用。
焦亡发生经典通路焦亡研究相关实验与指标分子层面：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，最终导致细胞膜破裂。
具体机制是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。
由此我们可以得到NLRP3为代表的炎性小体、caspase-1为代表的caspase家族以及gasdermin蛋白不同切割形态作为焦亡发生的检测指标使用。
除此以外体外培养中细胞培养基中炎性因子的ELISA实验也是常用的检测手段之一。
形态学：电镜观察、TUNEL染色、GSDMD/GSDME免疫荧光染色等方式进行确认焦亡的发生。
常见细胞死亡方式形态变化焦亡临床相关性与研究思路目前已经发表的文章或者中标的基金涉及到焦亡相关临床方向已经基本涵盖了国自然所设立的所有疾病方向，只要能与炎症、炎性因子产生关联的疾病基本都会有细胞焦亡的发生。
细胞焦亡介绍
细胞焦亡研究必看六篇经典综述2018-12-16 10:59上次梦熊介绍了细胞焦亡（点击查看）后，有一些小伙伴们表示第一次听说这个概念，其实这个概念的提出已经有一段时间了。
2005年，Susan L. Fink1、Brad T. Cookson在Infect Immun发表文章，表示发现并定义了细胞焦亡现象。
截止到今天，在PubMed中可以搜索6000多篇相关研究，其中大于5分的文章超过1/3；同时，从今年命中的国自然项目中，我们也可以发现，在多种疾病或研究领域均有细胞焦亡的相关研究即将受到国自然基金委的资助。
细胞焦亡又称细胞炎性坏死，是一种程序性细胞坏死，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活强烈的炎症反应。
半胱氨酸蛋白酶Caspases通过切割gasermin D（GSDMS）的氨基端和羧基端的连接体，从而调控了细胞焦亡。
细胞焦亡是先天免疫系统对病原体产生的重要免疫反应，其与炎性小体有非常密切的关系，炎性小体的活化能够促进细胞焦亡。
那么，想要了解细胞焦亡，让我们从“炎性小体”和“细胞坏死”的经典综述着手。
The InflammasomesDOI 10.1016/j.cell.2010.01.040炎性小体是由多种蛋白质组成的复合体，此概念由Tschopp研究小组于2002年首次提出。
炎性小体能够调节胱冬肽酶-1（caspase-1）的活化进而在天然免疫防御的过程中促进细胞因子前体pro-IL-1β和pro-IL-18的切割成熟。
其还能调节caspase-1依赖的细胞焦亡。
这篇综述中，介绍了正常的炎性小体和疾病中异常调控的炎性小体的功能。
并详细讨论了含有传感蛋白NLRP1、NLRP3、IPAF、AIM2炎性小体的激活机制。
Recognition of Bacteria by Inflammasomesdoi:10.1146/annurev-immunol-032712-095944这篇综述是介绍含有NLR、PYHIN传感蛋白的炎性小体，在探察细菌感染以及启动固有免疫应答的不同机制。
心梗巨噬细胞细胞焦亡通路
心梗巨噬细胞细胞焦亡通路
心梗（心肌梗死）后，心肌细胞会受到缺血缺氧的刺激，导致细胞死亡。
心梗巨噬细胞是一类免疫细胞，它们在心梗后扮演重要的角色。
心梗巨噬细胞通过清除死亡细胞和细胞碎片，参与修复和再生过程。
心梗巨噬细胞在清除细胞垃圾的过程中，可能会激活细胞焦亡通路。
细胞焦亡是一种程序性细胞死亡方式，与坏死和凋亡不同。
细胞焦亡通路是通过对细胞膜的特定受体的激活而启动的。
这些受体可以在细胞膜上感受到细胞垃圾或细胞损伤信号，并通过内部信号传导通路激活细胞焦亡。
一旦细胞焦亡通路被激活，心梗巨噬细胞会释放细胞焦亡相关的信号分子，这些信号分子可以引发炎症反应、增强细胞死亡以及影响心肌修复和再生过程。
然而，心梗巨噬细胞细胞焦亡通路的具体机制还需要进一步研究。
这个通路的了解有助于深入理解心梗后的免疫反应和心肌再生过程，进而开发更好的治疗策略。
细胞焦亡信号通路
细胞焦亡信号通路细胞焦亡信号通路（Cell Death Signaling Pathway）细胞焦亡是一种重要的细胞死亡形式，与机体发育、免疫调节、肿瘤发生等多种生物学过程密切相关。
细胞焦亡是一种主动的、高度调节的程序性细胞死亡，不同于坏死和凋亡。
细胞焦亡通常通过一系列信号通路中的激活和调节分子来介导，并涉及许多关键因子的参与。
在细胞焦亡信号通路中，有三个主要的信号通路：线粒体途径、受体介导的途径和内质网途径。
这些信号通路可以相互作用，形成一个复杂的网络调控系统。
线粒体途径是细胞焦亡信号通路中最重要的途径之一。
这一途径通过线粒体内外膜通透性的改变来调控细胞焦亡。
常见的线粒体途径调控因子包括Bcl-2家族蛋白、Cytochrome c等。
这些因子的活化或释放可以促进细胞焦亡的进行。
受体介导的途径主要包括死亡受体家族、TNF受体家族等。
这些受体的激活会引发一系列的信号传导，最终导致细胞焦亡。
在这一信号通路中，活化的受体通常会激活卡式蛋白家族，通过级联反应来促进细胞焦亡的进行。
内质网途径在调控细胞焦亡中也起到重要的作用。
内质网是细胞内一种特殊的细胞器，主要负责蛋白质的合成和折叠。
当内质网发生异常时，会引发一系列的应激反应，从而触发内质网应激途径。
这一途径可以引导细胞进入焦亡状态。
除了上述三个主要的细胞焦亡信号通路外，还有一些其他重要的因子和分子也参与了细胞焦亡过程。
例如，ROS（Reactive Oxygen Species）、p53等因子都与细胞焦亡密切相关。
细胞焦亡信号通路的研究对于理解疾病的发生、发展和治疗具有重要意义。
可以通过干预细胞焦亡信号通路来调节细胞的生存和死亡，进而治疗一些相关疾病，包括肿瘤、神经系统疾病等。
总之，细胞焦亡信号通路是细胞焦亡的重要调控系统，通过线粒体途径、受体介导的途径和内质网途径等来调控细胞的生存和死亡。
深入研究细胞焦亡信号通路对于理解疾病发生机制以及疾病治疗具有重要意义，未来还需进一步深入探索这一领域并开展相关研究。
细胞凋亡,细胞焦亡与细胞坏死的区别
细胞凋亡,细胞焦亡与细胞坏死的区别细胞凋亡，细胞焦亡与细胞坏死是细胞死亡的不同方式，它们的区别包括以下几个方面:
1. 细胞凋亡是一种有序的细胞死亡方式，通常是在细胞内信号通路的控制下进行的。
细胞凋亡通常是一种有益的死亡方式，可以帮助身体清除受损或异常的细胞，促进组织的修复和再生。
2. 细胞焦亡是一种无序的细胞死亡方式，通常是由于细胞内温度升高或毒性物质积累而导致的。
细胞焦亡通常是一种有害的死亡方式，可以帮助身体清除受损或异常的细胞，但同时也可能导致身体的损伤和疾病。
3. 细胞坏死是一种无序的细胞死亡方式，通常是由于外部因素 (如病毒、化学物质等) 或内部因素 (如缺氧、代谢紊乱等) 而导致的。
细胞坏死通常是一种有害的死亡方式，可以帮助身体清除受损或异常的细胞，但同时也可能导致身体的损伤和疾病。
总的来说，细胞凋亡和细胞焦亡通常是一种有益的死亡方式，而细胞坏死则通常是一种有害的死亡方式。
在身体内，细胞凋亡和细胞焦亡通常发生在特定的情境下，而细胞坏死则通常是一种紧急情况下的反应。
细胞焦亡
细胞焦亡1.定义：细胞焦亡又称细胞炎性坏死，是一种程序性细胞死亡，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活强烈的炎症反应。
细胞焦亡是机体一种重要的天然免疫反应，在抗击感染中发挥重要作用。
细胞焦亡是由gasdermin介导的细胞程序性坏死。
2.形态学特征：细胞皱缩，与邻近细胞分离；核染色质固缩集聚至在核膜下，随后核酸内切酶被激活并导致染色体DNA降解为约180bp一200bp片段，脱氧核苷酸末端转移酶介导的dUTP缺口末端标记(terminal oxynucleoti—dyltransferase mediated dUTP biotin nickend labe·ling，TUNEL)染色阳性；胞浆浓缩；胞膜内陷将细胞分割成多个凋亡小体(apoptotic bodies)，最终被巨噬细胞获邻近细胞所吞噬。
由于胞质成分不外溢，故凋亡的一大特征是不引起周围组织的炎症反应。
研究表明，焦亡细胞在形态上同时具有凋亡和坏死的特征。
3.意义：：为临床提供新思路1)感染性疾病细胞焦亡与各种感染性疾病关系密切。
弗氏志贺氏杆菌、李斯特杆菌、绿脓杆菌、弗朗西斯氏菌属、嗜肺性军团杆菌以及耶尔森杆菌均证实可诱导细胞发生细胞焦亡。
细胞焦亡在感染过程中诱导损伤细胞的死亡，这有利于宿主有效地清除致病微生物，限制细菌的生长，在病原体感染时有效地保护机体。
但细胞焦亡对机体也有有害的一面，细胞焦亡在导致细胞死亡的同时激发炎症反应，诱导IL-18，IL一18的释放、细胞质的外泄、募集，激活其他免疫细胞向感染部位聚集，诱导其他炎症细胞浸润，促炎细胞因子释放，是发热，低血压，内毒素血症等病理过程产生的基础。
2)神经系统疾病脑缺血、脑损伤、帕金森氏症、老年痴呆、亨廷顿症、中枢系统感染等多种神经系统疾病均涉及caspase一1的过度激活。
IL一1 13和IL—18表达水平增加，而且这些疾病也表现为细胞死亡和炎症反应发生。
细胞自噬和细胞凋亡
细胞自噬和细胞凋亡近年来，细胞自噬和细胞凋亡成为研究领域中备受关注的话题。
这两种过程都是细胞内部调节机制的一部分，能够对细胞内部出现不良状态产生调节作用。
理解细胞自噬和细胞凋亡的机制，有利于我们更深入地了解细胞生存和死亡这一基本生命现象。
一、细胞自噬细胞自噬是指细胞中的一种自我逐级分解和再利用的过程。
这种过程不仅在维持正常生理状态下发挥着重要作用，还在细胞受到各种类型压力时调节代谢平衡。
细胞自噬包括三个步骤：两个膜囊泡包围需要分解的物质形成自噬体，与溶酶体融合，并将被分解的物质进行化学降解。
这种过程对于降解蛋白质、维持细胞内部环境平衡、调节能量代谢等方面具有至关重要的作用。
自噬是由一系列和一些肠道微生物有关的基因编码控制的。
比如说在小鼠细胞中基因Atg5以编码一种酵素能够在自噬之前将膜囊包裹目标分子的其中一部分结构进行修饰. 这时膜囊和溶酶体融合的酸度环境得以形成，酸性环境对于降解分子和大分子结构变得十分重要。
还有的物质可以通过ATP合成来进行改变。
二、细胞凋亡细胞凋亡是指一种细胞主动性的死亡形式。
当细胞受到某些激素、肿瘤机制抑制剂、病毒或其他类型的打击时，它们可能会通过引发自己的死亡来保护机体。
细胞凋亡与一些生命事件如胚胎形态发育、免疫应答以及遗传性疾病等有关。
细胞凋亡经过控制凋亡的细胞死亡信号逐步实现。
细胞凋亡的标志包括去核、特殊的DNA断裂、膜表面上磷脂翻转，以及特殊酶切等等。
有些情况下，细胞凋亡与细胞失真(在肿瘤細胞及非瘤細胞中都体现出細胞失真现象)有关，因为细胞失真可以使癌细胞逃脱细胞凋亡过程。
三、细胞自噬与细胞凋亡的关系尽管细胞自噬和细胞凋亡是两个独立的生命事件，但是它们存在一些交叉影响。
在一些情况下，细胞自噬可以阻止细胞凋亡，相反地，细胞凋亡也可以引起自噬过程的产生。
自噬可以影响凋亡的信号传递，特别是在细胞凋亡途径受阻时。
一项研究发现，一些药物可以抑制细胞凋亡，并通过激活自噬过程改善疾病症状。
细胞死亡的新形式——细胞焦亡
细胞死亡的新形式——细胞焦亡本综述由解螺旋学员三番丝广负责整理（2017年12月）细胞死亡是生命和功能的基本特征，它存在于许多重要的生物活动过程之中，包括生长发育，维持稳态以及发病机理等。
细胞死亡分为程序性细胞死亡和细胞坏死。
程序性细胞死亡中，包括凋亡、自噬、胀亡、凋亡性坏死及焦亡1。
焦亡实际上最早在1992年时就被发现了，但是当时并未认知到它是一种新型的细胞死亡方式。
直至2012年，国际细胞死亡命名委员会建议将pyroptosis定义为依赖于caspase-1的细胞死亡形式2。
焦亡是一种程序性细胞死亡的过程，但其特点又与其他程序性细胞死亡有区别。
包括：1、依赖于半胱天冬酶-1，4/5/11（caspase-1，4/5/11）的激活；2、形态特征：GSDMD-N蛋白使细胞膜出现直径1.1-2.4nm的微孔；3、细胞外液流入，细胞肿胀破裂，内容物释放（与凋亡形成凋亡小体不同），但其染色体DNA会裂解和细胞核固缩，但是没有单个核小体片段以及没有caspase作用底物的裂解例如PARP和ICAD（与凋亡相同）3。
但其作为程序性死亡的过程，却具有诱发进一步炎性反应的特征。
近期GSDMD-N蛋白功能的报道更新了焦亡的定义4。
焦亡的分子机制尚不甚明朗，但其可以大体分为经典细胞焦亡途径和非经典细胞焦亡途径5。
经典细胞焦亡途径由各种病原微生物诱发，其携带病原体相关分子模式（pathogen-associated molecular patterns，PAMPs），能被炎性小体中的Nod样受体（NLRs）或者AIM2样受体（ALRs）所识别6。
炎性小体是一个多蛋白复合物，包含多种蛋白结构域，包括上述的NLRs及ALRs。
此外，还包括ASC（apoptosis associated speck-like protein containing a CARD），以及末端的功能结构域pro- caspase17。
随后，caspase1活化成熟释放入胞质内，其有直接裂解GSDMD的作用，同样将其裂解为GSDMD-N端及GSDMD-C端，并释放IL-1 β和IL-185。
细胞焦亡——细胞程序性死亡研究的下一个风向标？
细胞焦亡——细胞程序性死亡研究的下一个风向标？Intro CST是细胞信号研究金标准、Best Antibodies供应商，“CST博士互助平台”致力于为科研人员提供专业的信号通路资讯、贴心的抗体应用实验技巧和经验、科研领域研究进展等，提供及时的技术支持及客户服务，提供同行交流的平台。
摘要细胞焦亡，一种炎性细胞程序性死亡过程，最初是在细胞感染过程中得以发现，后来被发现作为炎症小体（包含Caspase-1）及其他Caspase的下游，广泛参与多种疾病炎性过程中的细胞死亡过程。
细胞焦亡和其他多种细胞程序性死亡相互补充、相互串连和转化，共同构成了细胞程序性死亡的复杂体系。
I. 细胞焦亡的激活过程，从病原体感染说起当细胞受到外界微生物（如细菌）感染时，模式识别受体（pattern-recognition receptors, PRRs）可识别病原体相关分子模式（pathogen-associated molecular pattern，PAMP）或机体细胞释放的危险相关分子模式（danger-associated molecular pattern，DAMP），从而快速启动天然免疫反应以抵御病原微生物入侵。
模式识别受体一般表达于巨噬细胞、单核细胞、树突状细胞、中性粒细胞、上皮细胞以及适应性免疫系统中的一些细胞。
模式识别受体依据亚细胞定位可分为两大类：（1）细胞膜上的Toll样受体（Toll-likereceptors，TLR）和C型凝集素受体（C-type lectin receptors）；（2）细胞质内的RIG-Ⅰ样受体（RIG-Ⅰ-likereceptors）、AIM2样受体（AIM2 like receptors）及NOD样受体（NOD-like receptors）。
研究表明，位于细胞质内的一些NOD样受体/AIM2样受体在细胞内能够直接或者通过接头蛋白ASC （apoptosis-associated speck-like proteincontain a CARD）募集半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶酶原（pro-Caspase-1），从而形成多蛋白复合体，即炎症小体（inflammasome）[1]，在机体天然免疫应答中起重要作用。
细胞焦亡的研究进展
细胞焦亡的研究进展细胞焦亡：研究进展与未来展望在生命科学领域，细胞死亡的方式一直受到广泛。
其中，细胞焦亡作为一种独特的细胞死亡方式，在近年来的研究工作中展现出极大的研究价值和潜力。
本文将概述细胞焦亡的基本概念、特征和研究进展，并探讨未来的研究方向和前景。
一、细胞焦亡的基本概念和特征细胞焦亡是指细胞在遭遇某些内外刺激后，出现细胞膜受损、细胞器功能障碍，最终导致细胞死亡的一种过程。
与其他细胞死亡方式相比，细胞焦亡具有一些独特的特征。
首先，细胞焦亡过程中细胞膜受损，导致细胞内容物释放，引起炎症反应。
其次，细胞焦亡伴随着大量促炎因子的产生和释放，如IL-1β、IL-18等，进一步加剧了炎症反应。
此外，细胞焦亡还与自噬、线粒体损伤等过程密切相关。
二、细胞焦亡的研究进展近年来，随着细胞焦亡领域的研究深入，其在免疫细胞、炎症反应、线粒体损伤等方面的作用逐渐被揭示。
在免疫细胞方面，细胞焦亡对免疫细胞的活化、增殖和分化具有重要调节作用。
研究发现，细胞焦亡可以作为一种天然免疫应答机制，通过产生促炎因子，激活免疫细胞，进而发挥抗菌、抗病毒等防御作用。
在炎症反应方面，细胞焦亡在炎症的发生、发展和转归过程中发挥关键作用。
细胞焦亡不仅直接导致炎症反应，还可通过释放促炎因子进一步加剧炎症反应。
这些促炎因子可作用于邻近细胞，引发炎症级联反应，进而导致组织损伤和疾病发生。
在线粒体损伤方面，研究发现线粒体损伤可诱发细胞焦亡。
而细胞焦亡过程中产生的活性氧（ROS）又会对线粒体造成进一步损伤，形成恶性循环。
此外，一些药物、毒素等也可导致线粒体损伤，进而引发细胞焦亡。
三、结论细胞焦亡作为一种独特的细胞死亡方式，在免疫调节、炎症反应和线粒体损伤等方面具有重要作用。
近年来的研究进展揭示了细胞焦亡在这些领域的复杂机制和潜在作用。
然而，目前的研究仍存在一定不足，如对细胞焦亡的精确调控机制尚不清楚，以及在临床应用方面的研究仍较有限等。
未来，细胞焦亡的研究将有望进一步深入探究其具体调控机制，发掘其在疾病预防、诊断和治疗中的应用潜力。
细胞焦亡 电镜取组织
细胞焦亡电镜取组织
细胞焦亡（pyroptosis）是一种特殊的细胞程序性死亡方式，通常由炎症性信号分子激活，导致细胞膜破裂和细胞内容物泄漏，引发炎症反应。
电镜取组织是一种研究方法，通过电镜观察细胞和组织的微观结构，可以用于研究细胞焦亡过程中细胞形态的变化和细胞内器官的损伤等。
在研究细胞焦亡过程中，可以通过电镜取组织来观察以下几个方面的变化：
1. 细胞形态：焦亡细胞的形态特征包括胞浆肿胀、细胞膜破裂、细胞内部结构的溶解等，电镜可以观察这些形态变化。
2. 炎症小体：焦亡过程中，炎症小体的形成和释放对细胞破裂起着重要作用，电镜可以观察炎症小体的结构和数量。
3. 细胞器官损伤：焦亡过程中，细胞内的各种细胞器官可能会受到损伤和破坏，电镜可以观察这些细胞器官的变化。
通过电镜取组织并进行细胞焦亡的形态学分析，可以更深入地了解细胞焦亡的机制和影响，为相关疾病的研究和治疗提供重要的参考和依据。
细胞焦亡
细胞焦亡的形态学特征
▪ 与凋亡的形态学相似，细胞焦亡的细胞表现为细胞核浓缩 ，染色质DNA断裂以及TUNEL染色阳性。早期在弗氏志贺 氏杆菌和沙门氏杆菌感染所导致的细胞死亡研究中，由于 其细胞表现TUNEL染色阳性，因此研究者认为弗氏志贺氏 杆菌和沙门氏杆菌感染的细胞死亡为凋亡。但与凋亡不同 ，细胞焦亡细胞膜完整性丧失后胞内容物释放，诱发炎症 反应。研究表明细胞发生焦亡时细胞膜有1-2 nm的小孔形 成，正是这些小孔使细胞内的离子平衡丧失，水分内流， 细胞肿胀继而膜破裂，细胞发生渗透性溶解。
结束语
▪ 细胞焦亡是近年来发现的一种新的细胞死亡方式，其特征 为依赖于caspase-1，伴随炎症反应的发生。各种刺激信 号通过不同途径激活caspase-1，caspase-1继而作用于其 底物导致细胞渗透性肿胀，胞内物质流出，IL-1β、IL-18前 体裂解、释放促炎因子是细胞焦亡发生的机制。作为一种 伴随炎症反应的细胞死亡方式，细胞焦亡的意义并不亚于 凋亡，在某些病理过程中，细胞焦亡甚至比凋亡更具实际 意义。目前，较之于凋亡这一迄今为止研究最为深入的细 胞死亡方式，随着对细胞焦亡的认识和研究刚刚起步，无 论是在细胞焦亡的发生机制与调控机制，还是在细胞焦亡 的检测技术方面都将需要更多更细致的研究。
谢谢！
邹立凡 生科092班 zoul是近年来发现的一种新的细胞死亡方式，其生物 学特征是细胞死亡依赖于caspase-1的激活，因此细胞焦 亡与临床各种疾病的关系建立在caspase-1与临床各种疾 病的研究之上。研究表明，caspase-1广泛参与了感染性 疾病、神经系统疾病和动脉粥样硬化性疾病等的发生发展 ，并在其中发挥了重要作用。
细胞焦亡：一种新的程序性细胞死亡 方式
09260237 邹立凡
细胞焦亡，你都知道吗？
细胞焦亡，你都知道吗？细胞焦亡，这是什么？很多小伙伴表示第一次听说这个概念，其实细胞焦亡的提出已经有一段时间了，2005年，Susan L. Fink1、Brad T. Cookson在Infect Immun发表文章，表示发现并定义了细胞焦亡现象。
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。
截至2017年10月，在PubMed中可以搜索6000多篇相关研究，其中大于5分的文章超过1/3；2018年命中的国自然项目中，多种疾病或研究领域均有细胞焦亡的相关研究受到国自然基金委的资助：医学部有79项关于细胞焦亡的研究，超3000万元的资助额度！今天，小编将带领大家了解什么是细胞焦亡。
细胞焦亡是什么？细胞焦亡（Pyroptosis）又称细胞炎性坏死，是程序性细胞死亡的一种，主要通过炎症小体介导包含半胱天冬酶-1（Caspase-1）在内的多种Caspase的激活，Caspases通过切割gasermin D （GSDMS）的氨基端和羧基端的连接体，造成细胞穿孔，进而引起细胞死亡。
它是先天免疫系统对病原体产生的重要免疫反应，其与炎症小体有非常密切的关系，炎症小体的活化能够促进细胞焦亡。
细胞焦亡的特点有哪些？1、细胞焦亡发生时，细胞会发生肿胀，在细胞破裂之前，细胞上形成凸出物（图A），之后细胞膜上形成孔隙，使细胞膜失去完整性，释放内容物，引起炎症反应，此时，细胞核位于细胞中央（图B），随着形态学的改变，细胞核固缩，DNA断裂。
2、细胞焦亡过程，具有caspase-1依赖性。
在外界条件的刺激下，caspase-1前体可以与模式识别受体NLRP1、NLRP3等通过接头蛋白ASC变为一个高分子复合物，即炎症小体，也称依赖caspase-1的炎症小体。
细胞在caspase-1激活同时会释放出炎性因子白细胞介素-1β（interleukin-1β, IL-1β）和IL-18，进而吸引更多的炎性细胞，加重炎症反应。
Nature：细胞作死也有新花样！细胞焦亡比凋亡发生更快
Nature：细胞作死也有新花样！细胞焦亡比凋亡发生更快细胞焦亡(pyroptosis)是一种最近发现的细胞程序性死亡方式。
相比于细胞凋亡(apoptosis)，细胞焦亡发生的更快，并会伴随大量促炎症因子的释放。
近日，著学术期刊Nature杂志发表了来自北京生命科学研究所(NIBS)邵峰院士的研究成果，首次揭示和阐明了细胞焦亡的机制。
他的团队发现,半胱天冬酶(caspase)炎症小体下游的Gasdermin 家族蛋白可能在细胞焦亡中发挥了关键作用，这一发现对癌症治疗(尤其是化疗)的研究和开发具有重要指导意义。
不同于GSDMD,GSDME 仅能被caspase- 3 所切割,释放出可导致细胞膜穿孔的N 端片段。
Caspase- 3 则可被肿瘤坏死因子-α(TNFα)或化疗药物所激活,引起细胞凋亡;如果此时细胞中也存在GSDME 蛋白,则会使细胞从凋亡迅速转入焦亡的进程,或者直接走向细胞焦亡。
在人体的许多正常细胞中,都会有GSDME 蛋白表达。
如果对这些表达 GSDME 的正常细胞施以化疗药物,均会导致细胞焦亡,而 caspase 的抑制剂 zVAD 或者 GSDME 的敲除和敲低则会阻断焦亡的进程。
当GSDME 敲除的健康小鼠接受化疗药物后,其经历的有害副作用(包括组织损伤和体重减轻等)相比野生型小鼠则会显著减轻。
在化疗药物作用下发生细胞焦亡(如箭头所指)人神经母细胞瘤 SH-SY5Y 细胞相比之下,GSDME 蛋白在大多数类型的癌细胞中均不表达。
不过,GSDME 的表达与细胞焦亡之间的关系则是相似的:只有表达了GSDME 的癌细胞才会被化疗药物或TNFα诱导进入细胞焦亡。
在许多不表达或表达极少GSDME 蛋白的癌细胞中,GSDME 基因的启动子区域被甲基化,使其处于转录抑制状态。
如果对其施以DNA 甲基化酶抑制剂 decitabine,则会上调 GSDME 蛋白的水平,增加化疗药物对癌细胞的杀伤力。
细胞焦亡的调控
细胞焦亡的调控
细胞焦亡（apoptosis）是一种程序性细胞死亡方式，能够通过
凋亡信号和相关调节因子进行调控。
以下是细胞焦亡的调控机制：
1. 细胞外信号：细胞外环境中的信号分子如生长因子、细胞因子、细胞凋亡诱导因子（FASL、TNF-α等）等可以触发 or 抑
制细胞焦亡的通路。
细胞通过表面受体感知这些信号，并转导到细胞内部进行相应的调控。
2. 细胞内信号：细胞内的一些调控因子参与细胞焦亡的调控，比如Bcl-2家族蛋白质。
Bcl-2是一个抑制细胞焦亡的蛋白质，而Bax和Bak则是促进细胞焦亡的蛋白质。
这些蛋白质之间
的平衡是细胞焦亡调控的重要部分。
3. 细胞内信号通路：细胞焦亡的调控还涉及到一系列信号通路的激活，如线粒体通路和死亡受体通路。
线粒体通路中，线粒体释放细胞焦亡调节因子（如细胞色素c）到细胞质中，进而
激活半胱天冬氨酸蛋白酶（caspase）家族酶，最终导致细胞
老化。
而死亡受体通路中，死亡受体（如Fas死亡受体）经与Fas配体结合，激活相关的信号通路，引发细胞焦亡。
4. DNA损伤响应：细胞在DNA损伤时也会启动焦亡机制来消除潜在的癌变细胞。
这种细胞焦亡由DNA损伤响应通路或
p53通路等调控。
总之，细胞焦亡的调控是一个复杂的过程，在细胞的内外环境
和多个信号通路的参与下进行。
它的调控机制对于维持和平衡机体的生长和发育非常重要。
细胞焦亡机制
细胞焦亡机制
细胞焦亡是一种特殊的细胞死亡方式，其机制涉及多种信号通路和分子调控。
通常情况下，细胞焦亡会在细胞内外环境受到多种压力因素时被触发，如DNA损伤、氧化应激、热休克、药物治疗等。
在细胞焦亡过程中，一系列分子信号将导致细胞内外环境的改变和细胞死亡。
在细胞内部，焦亡的信号通路主要包括线粒体通路、内质网通路和氧化应激通路。
在细胞外部，焦亡的信号通路主要包括细胞膜死亡受体通路和炎症通路。
多种分子调控参与了细胞焦亡的过程，如Bcl-2家族成员、caspase家族成员、Nrf2、p53等。
这些分子在调控焦亡过程中发挥
着不同的作用，有的是促进细胞焦亡的，有的则是抑制细胞焦亡的。
细胞焦亡在多种疾病的发生和发展中扮演着重要的角色，如肿瘤、神经退行性疾病、心血管疾病、肝病等。
因此，对细胞焦亡机制的深入研究不仅有助于揭示其在疾病中的作用机制，还可能为疾病的预防和治疗提供新的思路和方法。
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Nature细胞生死就在一“瞬间”，“生存”“焦亡”有杆秤!
Nature细胞生死就在一“瞬间”，“生存”“焦亡”有杆秤!科研的苦逼生活大致相同，大学的生活却各有各的欢乐。
比如说我在大学时，最忘不了的就是宿舍一帮兄弟在醉酒之后去KTV唱《新贵妃醉酒》，最忘不了那句“爱恨就在一瞬间”。
这个“一瞬间”其实就是一个应激反应的过程，比如你被老板push的时候，你是对科研更爱了？还是更恨了？当然细胞也会有自己的“小脾气”，在应激状态下，细胞也要做出决定，是坚强的“活下去”，还是生无可恋的“去死”。
说到这儿，就不得不提到细胞在产生应激反应时的两种应对方式。
应对方式一（应激颗粒的形成）：应对方式二（NLRP3炎症小体的形成）：但是细胞是如何在这两种形式之间做出抉择的？或者说这两种应激状态下的细胞功能有什么的联系？近日，美国圣犹达儿童研究医院Thirumala-Devi Kanneganti和英国李嘉诚中心癌症研究所Richard J. Gilbertson等研究人员合作，发现DDX3X蛋白就是细胞选择“坚强的活下去”还是“生无可恋的去死”的那杆秤，在细胞“存活”和“焦亡”的选择上至关重要。
相关论文2019年9月11日以题为“DDX3X acts as a live-or-die checkpoint in stressed cells by regulating NLRP3 inflammasome”在线发表在《自然》上。
研究人员发现应激颗粒的产生特异性抑制NLRP3炎性小体激活、ASC斑点形成和细胞焦亡。
应激颗粒蛋白DDX3X与NLRP3相互作用以驱动炎性小体激活。
应激颗粒的组装导致DDX3X的隔离，从而抑制NLRP3炎性小体激活，发现DDX3X在驱动NLRP3炎症小体和应激颗粒包装中扮演了重要角色，揭示应激状态下DDX3X可以调节细胞“生存-焦亡”命运的决定。
研究发现巨噬细胞利用DDX3X的可用性来解析应激信号，并在促生存应激颗粒和NLRP3炎症小体之间进行选择。
证明了DDX3X在驱动NLRP3炎性体和应力颗粒装配中的作用，并提出了一种类似变阻器的机制模式，从而用于调节压力条件下细胞生死的命运决定。
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一句话告诉你细胞的另一种死亡方式--细胞焦亡
今天给大家分享的文章题目为Caspase-1-induced pyroptotic cell death.
你的细胞死亡的类型实验还沉浸在细胞凋亡和细胞坏死中吗？那赶快来看一看细胞的另一种死亡方法：pyroptosis--细胞焦亡。
在文章的摘要中作者总结出细胞焦亡的定义--Pyroptosis is triggered by Caspase-1 after its activation by various inflammasomes and results in lysis of the affected cell.不妨我们来细细品味，这一句话足以搜集到至少2个关键名词，一个是Caspase-1 和inflammasomes，以及一个动词lysis。
根据这些信息可以粗略的总结是caspase-1的机制通路引起了细胞的lysis。
那么就快来看看作者是如何巧妙的介绍细胞焦亡的过程的吧！
第一部分
因为细胞死亡的方式是可以多样化的，但是为了区分亘古的细胞凋亡和细胞涨亡的概念，作者从三者之间区别的角度带入细胞焦亡的概念。
如下Table 1.
Table 1. Comparision of apoptosis,pyroptosis and oncosis
Apoptosis Pyroptosis Oncosis Initiating Programmed Programmed Accidental Signaling pathway Caspase-3/6/7 Caspase-1 Non-caspase Terminal event Non-lytic Lytic Lytic
Effect on tissue Non-inflammatory Inflammatory Inflammatory Cell types All Mɸ and DC All
备注：作者分别从起始事件、信号通路、最终事件的发生、可能发生的事件对组织的影响和发生的细胞类型五个方面做了区别描述。
另外作者还从实验技术的角度对细胞焦亡的概念做了详细的补充，并且与细胞凋亡做出了比较，在这里小编为了方便大家理解和观看制作成表格的形式。
如下Table 2. Table 2. Comparison of apoptosis and pyroptosis in technology Technology/cell death type Apoptosis Pyroptosis
Tunnel Nucleus breaks and
karyorrhexis Nucleus intact but not karyorrhexis
从这两个表格中的部分信息你应该已经可以粗略的掌握细胞焦亡是怎么一回事了，那么我们根据文章的线索继续寻找细胞焦亡发生的机制吧！ 第二部分
图解Caspase-1激活的机制和炎症小体的关系
文章指出能激活caspase-1的验证小体有如NLRs 家族中的NLRC4和NLRP1b 以及 NLRP3和ASC 。
caspase-1与这些炎症小体是通过结构域与结构域结合的方式被激活的。
作者提供了三种激活形式，如下图（小编自己总结画出），
为了方便理解，小编给大家画了一张模式图，在这里做出详尽的解释：caspase-1会被NLRs 家族的炎症小体激活，分别是NLRC4和murine NLRP1b 以及NLRP3。
它们之间是靠结构域与结构域相关进行结合后激活caspase-1蛋白。
（1）NLRC4和murine NLRP1b 包含CARD 结构域可以与caspase-1的CARD 结构域之间直接结合，从而激活caspase-1。
NLRc 家族包含CARD,Pyrin ，NOD ，WD40或者LRR 结构域，CARD 结构域为Caspase 招募蛋白结构域。
（2）NLRP3包含Pyrin 信号结构域能够与ASC 的Pyrin 信号结构域结合后，然后因为ASC 蛋白包含的另一个结构域为CARD ，因此可以招募caspase-1与之CARD 结合从而激活caspase-1。
ASC 是为Pyrin 结构域的适配器蛋白，它包含两个蛋白结构
域Pyrin 信号结构域和CARD 结构域。
（3）AIM2也可以形成炎症小体，它包含HIN200和Pyrin 结构域，可以与NLRP3
Annexinv 、7ADD 、PI Members outer leaft Pores open in the member
Agarose gel lectrophoresis DNA laddering Not necessary Microscope
cells shrink
cellular swelling
激活的方式一样，先与ASC蛋白的结构域结合之后招募caspase-1，从而激活caspase-1。
第三部分L ysis
Lysis被中文解释为细胞溶解/消散，这也是细胞焦亡发生的最终状态。
细胞焦亡本质上是一种程序性坏死，细胞膜形成孔洞，细胞逐渐膨胀至细胞膜破裂，最终导致细胞的内容物释放至细胞外间隙，激活强烈的炎症反应。
今天的介绍就到此结束了，你有没有对细胞焦亡的基础知识有所了解呢？随着科技的发展和实验技术的进步，越来越多的细胞焦亡的机制出现在大家视野，小编会继续为大家介绍，谢谢大家的赏析。