Caspase-8決定細胞死亡的不同方式

2020-11-28 科學網

Caspase-8決定細胞死亡的不同方式

作者:

小柯機器人

發布時間:2019/11/14 14:39:03

美國基因泰克公司Vishva M. Dixit和Kim Newton研究團隊發現caspase-8的活性決定了細胞死亡途徑之間的可塑性。 該項研究成果11月13日在線發表在《自然》上。

研究人員發現突變的CASP8(C362A)誘導形成ASC(也稱為PYCARD)斑點樣蛋白,並且在胚胎期18天左右,MLKL缺陷小鼠腸道中會發生caspase-1介導的GSDMD以及caspase 3和7的切割。

由於許多Casp8C362A / C362AMlkl-/-Casp1-/-和Casp8C362A / C362AMlkl-/-Asc-/-小鼠在斷奶後仍可存活,因此Caspase-1以及其連接蛋白ASC導致了小鼠圍產期致死的表型。轉染研究表明,無活性的caspase-8與有活性的caspase-8具有不同的構象,從而使其前結構域與ASC結合。Casp8C362A / C362AMlkl-/-和Casp8C362A / C362AMlkl-/-Casp1-/-小鼠腸道中脂多糖傳感器caspase-11的上調也導致了致死性,因為Casp8C362A / C362AMlkl-/-Casp1-/-Casp11-/-(Casp11也稱為Casp4)新生小鼠比Casp8C362A / C362AMlkl-/-Casp1-/-新生小鼠存活率更高。最後,Casp8C362A / C362ARipk3-/-Casp1-/-Casp11-/-小鼠比Casp8C362A / C362AMlkl-/-Casp1-/-Casp11-/-小鼠存活時間更長,這表明RIPK3的非壞死性功能也有助於細胞死亡。因此,當caspase-8依賴的細胞凋亡和MLKL依賴的壞死被抑制時,死亡途徑中的未知可塑性被揭示。

據介紹,Caspase-8是一種具有促死亡和促生存功能的蛋白酶:它可以介導TNFR11類死亡受體誘導的細胞凋亡,也可以抑制由RIPK3激酶和假激酶MLKL介導的細胞壞死。缺乏caspase-8的小鼠表現出MLKL依賴的胚胎致死性,與表達無催化作用的CASP8(C362A)的小鼠一樣。 Casp8C362A / C362AMlkl-/-小鼠在圍生期死亡,而Casp8-/-Mlkl-/-小鼠則可以存活,這表明無活性的caspase-8也具有促死亡的輔助功能。

附:英文原文

Title: Activity of caspase-8 determines plasticity between cell death pathways

Author: Kim Newton, Katherine E. Wickliffe, Allie Maltzman, Debra L. Dugger, Rohit Reja, Yue Zhang, Merone Roose-Girma, Zora Modrusan, Meredith S. Sagolla, Joshua D. Webster, Vishva M. Dixit

Issue&Volume: 2019-11-13

Abstract: Caspase-8 is a protease with both pro-death and pro-survival functions: it mediates apoptosis induced by death receptors such as TNFR11, and suppresses necroptosis mediated by the kinase RIPK3 and the pseudokinase MLKL24. Mice that lack caspase-8 display MLKL-dependent embryonic lethality4, as do mice that express catalytically inactive CASP8(C362A)5. Casp8C362A/C362AMlkl/ mice die during the perinatal period5, whereas Casp8/Mlkl/ mice are viable4, which indicates that inactive caspase-8 also has a pro-death scaffolding function. Here we show that mutant CASP8(C362A) induces the formation of ASC (also known as PYCARD) specks, and caspase-1-dependent cleavage of GSDMD and caspases 3 and 7 in MLKL-deficient mouse intestines around embryonic day 18. Caspase-1 and its adaptor ASC contributed to the perinatal lethal phenotype because a number of Casp8C362A/C362AMlkl/Casp1/ and Casp8C362A/C362AMlkl/Asc/ mice survived beyond weaning. Transfection studies suggest that inactive caspase-8 adopts a distinct conformation to active caspase-8, enabling its prodomain to engage ASC. Upregulation of the lipopolysaccharide sensor caspase-11 in the intestines of both Casp8C362A/C362AMlkl/ and Casp8C362A/C362AMlkl/Casp1/ mice also contributed to lethality because Casp8C362A/C362AMlkl/Casp1/Casp11/ (Casp11 is also known as Casp4) neonates survived more often than Casp8C362A/C362AMlkl/Casp1/ neonates. Finally, Casp8C362A/C362ARipk3/Casp1/Casp11/ mice survived longer than Casp8C362A/C362AMlkl/Casp1/Casp11/ mice, indicating that a necroptosis-independent function of RIPK3 also contributes to lethality. Thus, unanticipated plasticity in death pathways is revealed when caspase-8-dependent apoptosis and MLKL-dependent necroptosis are inhibited. Alternative cell death pathways are revealed in the absence of caspase-8-dependent apoptosis and MLKL-dependent necroptosis.

DOI: 10.1038/s41586-019-1752-8

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-019-1752-8

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