科学研究方案设计时,除了要具有创新性和可行性,还要紧靠当前研究热点!除了上期提到的铁死亡,细胞焦亡也是热点之一。那么细胞焦亡究竟是什么呢?细胞焦亡怎么样才能和我们的研究相结合呢?
一、细胞焦亡的概述
细胞焦亡,又称细胞炎性坏死,是近年来新发现的一种程序性细胞死亡,由炎性小体引发,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。
触发细胞焦亡的因素,主要是细胞间的信号以及外界因素的刺激。细胞焦亡是机体重要天然免疫反应,在拮抗感染和内源危险信号中发挥重要作⽤。细胞焦亡广泛参与肿瘤、感染性疾病、神经系统相关疾病和动脉粥样硬化性疾病等发展。
接下来我们通过这一篇高分值、高权威的文献Channelling inflammation: gasdermins in physiology and disesae来更深入解一下细胞焦亡的机制。
Gasdermins是焦亡的“守门人”,它作为一个蛋白家族,有6个副同源基因编码:GSDMA、GSDMB、GSDMC、GSDMD、GSDME、DFNB59。
如下图所示,为了应对攻击,Gasdermins(GSDM)通过蛋白水解裂解激活,释放N末端片段,形成大的细胞膜孔。通过细胞孔膜可以释放炎症因子,从而触发细胞焦亡。细胞内小分子,包括细胞因子和细胞警报蛋白,通过GSDM孔释放,引起炎症。
对于一些还没有完全形成细胞焦亡的细胞,也就是被称为“过度活化”的细胞,通过脱落受损的膜来修复GSDM孔,使细胞得以存活,但仍通过释放IL-1家族细胞因子诱导炎症。
二、文章案例解析
接下来我们将要了解的文献是E3 ubiquitin ligase SYVN1 is a key postive regulator for GSDMD-mediated pyroptosis,其影响因子为9.685,可读性也较高。
这篇文章的作者基于GSDM可以诱导细胞焦亡,从生物特征以及功能上去揭示GSDMD翻译后修饰的功能和机制,如泛素化、去泛素化和磷酸化,是否参与细胞焦亡。由于泛素化可以调控炎症反应,作者初步假设GSDMD可以通过泛素化来促进细胞焦亡。其他内在调控因子做介导,并选定SYVN1作为研究对象,证实其可以靶向泛素化。
我们可以通过下面这张图对研究思路进行一个梳理:
作者先确认SYNV1对GSDMD泛素化的影响,证实了他们之间的关系,然后引出SYNV1在过表达或抑制时对GSDMD引发的细胞焦亡的影响,再以典型或者是非典型的炎症小体处理细胞,检测SYNV1直接对细胞焦亡情况的影响。然后将SYNV1介导的GSDMD泛素化关系进行一个确认,最后得到了一个可以发生多泛素化的一个位点,并进一步的去验证这个位点所对应的氨基酸残基。
三、总结
综上,焦亡的检测方法有置显微镜直接观察细胞形态、扫描电镜观察、凋亡相关蛋白检测、炎症因子检测、细胞死亡检测、细胞活性检测。焦亡的机制有经典通路和非经典通路两种。以上就是本期课程的全部内容。