邵峰、董娜撰寫「細胞焦亡的機制和功能」長篇綜述

2020-12-01 騰訊網

細胞焦亡(pyroptosis)是一種高度促炎性的細胞程序性死亡,最早是在受細菌感染或者細菌毒素處理後的巨噬細胞中觀察到的,很長一段時間被誤認為是一種巨噬細胞特異的、依賴於能夠切割白介素1β的促炎性蛋白酶caspase-1的細胞死亡。後續的研究發現,胞漿內模式識別受體識別病原體來源的模式分子或者機體本身來源的危險信號分子形成炎症小體(inflammasomes),招募和激活caspase-1導致細胞焦亡;鼠的caspase-11和人的caspase-4/5直接作為模式識別受體識別細菌脂多糖類脂A組裝的炎症小體也導致細胞焦亡,這一發現顛覆了傳統炎症小體的概念。與caspase-1不同, caspase-11/4/5不能切割白介素且引起的細胞焦亡在非單核細胞中也普遍存在。最新的研究發現, caspase-1以及caspase-11/4/5都能切割共同的底物gasdermin D(GSDMD)導致裂解性細胞死亡。GSDMD屬於一類具有膜打孔活性的gasdermin家族蛋白成員,細胞焦亡也被重新定義為gasdermin介導的程序性壞死樣細胞死亡,開創了細胞焦亡研究的新領域。

炎症小體通路和gasdermin介導的細胞焦亡

該文回顧了細胞焦亡研究的歷史以及細胞焦亡概念的進化過程,總結了caspase-1和caspase-11/4/5上遊目前已知的天然免疫通路,討論了關於細胞焦亡的研究進展尤其是GSDMD以及其他gasdermin家族細胞焦亡執行蛋白的功能和作用機制,以及細胞焦亡和相關蛋白在對抗感染以及人的自身炎症性疾病過程中的作用。

為了更好地記載科學歷史、傳承科學精神、引領科學風尚，《中國科學：生命科學》中文版根據自身綜合性期刊的定位和特色，在新中國成立70周年之際，組織出版「新中國成立70周年生命科學研究進展專輯」。「專輯」回顧總結新中國成立以來，特別是改革開放40年以來，我國在生命科學各領域所取得的重要進展和突出成就，展望未來發展趨勢。

相關焦點

  • 院士論壇 | 邵峰院士:細胞焦亡與腫瘤免疫
    細胞焦亡是一種促炎性的細胞死亡方式，邵峰院士通過視頻演示，讓觀眾了解了細胞焦亡的發生過程，並對比了細胞凋亡和細胞焦亡的區別。邵峰院士指出，細胞凋亡和細胞焦亡在細胞形態和生物學功能上截然相反，細胞凋亡是一種生理性的現象，凋亡時細胞會發生皺縮，細胞膜維持完整，細胞質不會洩露出來，並且會迅速被巨噬細胞消除掉，不誘發炎症免疫反應，是一種相對「乾淨」的死亡；而細胞焦亡是病理性的，焦亡發生時細胞會漲大，直至細胞膜破裂，使得細胞質內容物質洩露，最終引起強烈的炎症免疫反應，是一種較「髒」的死亡方式。
  • 張志斌/劉志博/邵峰等揭示細胞焦亡在腫瘤免疫方面的全新功能
    與免疫沉默的細胞凋亡（Apoptosis）不同，細胞焦亡以細胞膜破裂為特徵，諸多細胞因子和危險信號分子在細胞焦亡中被釋放，激活免疫系統，導致炎症反應。結果表明只有正常的GSDME 能抑制腫瘤生長，而其它突變GSDME都與對照組無顯著差異，表明GSDME的腫瘤抑制及免疫激活功能依賴於GzmB/Caspase-3誘導的GSDME細胞焦亡。總而言之，該研究揭示了GSDME的全新生理功能及其內源激活機制，闡明了細胞焦亡在腫瘤免疫中的重要作用，為腫瘤治療提供了新的思路。
  • 「珍藏版」特別推薦丨全景式展現細胞焦亡的研究歷程
    作為第一個被發現的炎症小體受體，NLRP1可在炭疽致死因子LF作用下發生活化，但其特殊的「功能性降解」的活化機制於近期才最終解析【28,29】（詳見此前BioArt的報導：Science 背靠背| 破解NLRP1炎症小體的活化之謎，中國農業大學董娜研究組和邵峰研究組合作在EMBO J
  • 邵峰院士團隊發現細胞焦亡新機制
    細胞焦亡（pyroptosis）是一種最近發現的細胞程序性死亡方式。相比於細胞凋亡（apoptosis），細胞焦亡發生的更快，並會伴隨大量促炎症因子的釋放。細胞焦亡發生機制（圖片來源：《Nature》）來自北京生命科學研究所（NIBS）、同時也是藥明康德生命化學研究獎得主的邵峰院士首次揭示和闡明了細胞焦亡的機制
  • 邵峰組重磅牛文:神秘蛋白 GSDMD如何「玩轉」細胞焦亡
    原標題：邵峰組重磅牛文：神秘蛋白 GSDMD如何「玩轉」細胞焦亡 作者：亢小玉 轉載請註明：解螺旋·臨床醫生科研成長平臺 小編在前期介紹了炎性caspases-1介導的細胞焦亡，這期小編將要深入介紹炎性caspases介導的細胞焦亡的關鍵底物蛋白
  • 科學家揭示天然免疫中caspase活化和識別GSDMD介導細胞焦亡的完整分子機理
    該研究完整地揭示了天然免疫應答中caspase精確地自剪切活化，進而特異地識別和切割GSDMD，引發細胞焦亡的分子機制。　　細胞焦亡是機體重要的天然免疫反應，在拮抗和清除病原菌感染中發揮關鍵作用，過度的細胞焦亡會誘發包括敗血症在內的多種炎症性疾病。
  • 邵峰:GSDME誘導細胞凋亡向細胞焦亡轉變
    隨著對化療毒性深入了解，科學家最新聚焦 gasdermin，它是一種通常見於上皮細胞、造血細胞和許多其他具有免疫防禦功能的組織中的蛋白質家族。已發現一些 gasdermin 家族成員（包括知之甚少的 gasdermin E (GSDME)）直接參與了癌症和腫瘤抑制。根據最近的研究，GSDME 具有可誘導細胞焦亡的激活形式，這種形式是細胞死亡固有的炎症形式。
  • 細胞焦亡最新研究進展
    gsdmd基因敲除可以有效阻止細胞焦亡和白介素-1β的分泌，細胞轉而發生凋亡。該研究成果提供給我們有關細胞焦亡分子機制的新認識，並揭示了細胞焦亡與細胞凋亡之間意想不到的轉換關係。這一研究也給人們治療某些自身免疫疾病和炎症疾病提供理論依據。
  • 沒事,邵峰組一樣繼續發Nature揭示細胞焦亡通路新發現丨Bio...
    傳統認為，細胞焦亡由包括caspase-1和caspase-4/5/11在內的炎性caspase活化而誘發。直到2015年，來自邵峰課題組和美國Genentech的研究人員分別在Nature背靠背發表了重要的相關文章【4,5】，找到了一個所有炎性caspase1/4/5/11的共同底物蛋白GSDMD，炎性caspase通過切割GSDMD釋放其N端結構域而引發細胞焦亡（Shi et al., Nature 2015
  • 細胞焦亡最新研究進展 - Nature報導專區 - 生物谷
    gsdmd基因敲除可以有效阻止細胞焦亡和白介素-1β的分泌，細胞轉而發生凋亡。該研究成果提供給我們有關細胞焦亡分子機制的新認識，並揭示了細胞焦亡與細胞凋亡之間意想不到的轉換關係。這一研究也給人們治療某些自身免疫疾病和炎症疾病提供理論依據。
  • Nature:細胞焦亡在腫瘤化療中發揮重要作用
    細胞焦亡作為一種新的促炎程序性細胞死亡方式，與細胞凋亡在細胞形態學改變和發生機制上都有明顯區別，並與阿爾茲海默症和2型糖尿病等疾病相關。但目前有關細胞焦亡的具體分子機制及在腫瘤中的作用尚有很多空白。
  • 天然免疫中caspase活化和識別GSDMD介導細胞焦亡的完整分子機理
    該研究完整地揭示了天然免疫應答中caspase精確地自剪切活化，進而特異地識別和切割GSDMD，引發細胞焦亡的分子機制。細胞焦亡是機體重要的天然免疫反應，在拮抗和清除病原菌感染中發揮關鍵作用，過度的細胞焦亡會誘發包括敗血症在內的多種炎症性疾病。
  • 細胞焦亡的分子調控機制及研究進展
    、發生及作用機制與細胞凋亡等典型細胞死亡方式有顯著不同。本文就近年來細胞焦亡的發現和命名、形態學和分子特徵、分子機制和焦亡相關的疾病進行綜述，為疾病預防診斷及臨床藥物的靶向治療提供理論依據和現實的可行性。關鍵詞 ：細胞焦亡，細胞程序性死亡細胞是機體結構和功能的基本單位。
  • 獻禮新中國成立70周年|姜裡文等多位專家聯合撰寫「植物內膜系統細胞器生物發生及功能的分子機制研究」長篇綜述
    這些細胞器在有序調控下被準確和高效地生成,參與細胞內物質運輸, 在生物個體的生長發育和對環境應答中發揮著重要作用。植物細胞內膜運輸系統.A: 在經典分泌途徑中, 蛋白質經內質網和高爾基體被分泌到細胞膜或細胞外; B: EXPO分泌體介導的非經典分泌途徑; C: 多囊泡體介導的蛋白靶向液泡運輸途徑; D: 自噬體介導的蛋白靶向液泡從而完成降解和循環利用的途徑. EE,早期內體; ERES,內質網的排出位點自2000年以來, 我國學者在植物內膜系統細胞器的生物發生及功能方向開展了深入研究並取得了重大進展。
  • Cell Reseach:caspase11切割gasderminD引發「細胞焦亡」
    炎性caspase同時還參與了一類叫做"細胞焦亡"的事件的發生。實驗證明，革蘭氏陰性菌中的脂多糖（LPS）能夠激活宿主體內caspase1或者caspace4,5活性，也有實驗證明caspase4,5,11能夠與LPS直接結合。這些炎性caspase的激活能夠促進細胞焦亡事件的發生，同時能夠激活NLRP3炎症小體，並引發熱休克症狀。
  • 郭巖、朱健康等多位專家聯合撰寫「植物逆境反應」英文長篇綜述
    近日，SCIENCE CHINA Life Sciences(《中國科學：生命科學》英文版) 在線出版了題為「Plant abiotic stress response and nutrient use efficiency」的長篇綜述。
  • 北京生命科學研究所邵峰院士課題組發現抗腫瘤免疫的新機制
    邵峰課題組在感染免疫和焦亡研究領域有突出貢獻，其在2015年鑑定到焦亡的下遊效應分子Gasdermin D（GSDMD）【1】，並解析了Gasdermin家族分子的功能【2】。隨後，其他課題組也發現Caspase-8也可引起細胞焦亡，並可影響炎症小體功能【4-7】（詳見BioArt報導：重點推薦！Science+PNAS更新認識，賦予Caspase-8參與細胞焦亡過程的新功能——邵峰點評）。
  • 中國科學家探究焦亡的抗腫瘤免疫功能
    中國科學家探究焦亡的抗腫瘤免疫功能 作者：小柯機器人 發布時間：2020/3/16 14:26:23 北京大學劉志博和中國醫學科學院邵峰課題組合作取得一項新突破。他們開發的生物正交系統揭示了焦亡的抗腫瘤免疫功能。
  • 邵峰:GSDME誘導細胞凋亡向細胞焦亡轉變—新聞—科學網
    隨著對化療毒性深入了解，科學家最新聚焦 gasdermin，它是一種通常見於上皮細胞、造血細胞和許多其他具有免疫防禦功能的組織中的蛋白質家族。已發現一些 gasdermin 家族成員（包括知之甚少的 gasdermin E (GSDME)）直接參與了癌症和腫瘤抑制。 根據最近的研究，GSDME 具有可誘導細胞焦亡的激活形式，這種形式是細胞死亡固有的炎症形式。
  • 生物醫學交叉研究院教授邵峰實驗室發文發現細菌LPS合成的前體庚糖...
    邵峰實驗室近年來一直專注於研究宿主細胞質中感知細菌的分子免疫機制。這些細菌免疫受體活化後，均通過誘導組裝炎症小體複合物進而激活膜打孔蛋白GSDMD，誘發細胞焦亡（Shi et al., Nature, 2015; Ding et al., Nature 2016）。此前有研究顯示，包括耶爾森菌和腸致病性大腸桿菌在內的諸多革蘭氏陰性致病菌可藉助其三型分泌系統（T3SS）激活宿主NF-κB信號通路，但具體分子機制並不清楚。