细胞死亡的新形式——细胞焦亡
细胞焦亡与自噬,凋亡,坏死的新认知
细胞焦亡与自噬,凋亡,坏死的新认知
细胞焦亡是一种特殊的细胞死亡形式，其特点是通过一系列的生
化反应使细胞内部发生凝固、膨胀和溶解等一系列变化，最终导致细
胞死亡。
相比于传统的凋亡和坏死，细胞焦亡具有更加复杂的机制和
更加精细的调节，可以被认为是一种细胞自我保护的措施。
另外，自噬也是一种细胞自我保护的机制，其主要通过降解、清
除细胞内部老化、病毒感染或毒性物质等威胁因素，维持细胞的健康
和生存。
自噬的调节因素较多，主要有mTOR、AMPK等多种蛋白激酶参与。
凋亡是一种特殊的细胞死亡方式，与细胞免疫和器官发育密切相关。
在细胞凋亡过程中，细胞会通过一系列的生化反应，使得细胞内
部的核酸、蛋白质和脂质分子等发生断裂和凝固，最终导致细胞死亡。
凋亡是一种高度调节的过程，多个调节因素如caspase和Bcl-2家族
蛋白等都会参与其调控。
坏死是细胞在发生外部损伤或急性缺血缺氧等环境刺激后，无法
维持其正常生理活动而死亡的一种非特异性死亡形式。
相比于凋亡和
自噬，坏死过程更为不可逆，还会伴随着炎症反应等不良后果。
细胞焦亡、自噬、凋亡和坏死是细胞死亡过程中的几种主要形式，它们各有其自身的特点和调控机制，对维持细胞及其组织器官的稳定
和健康具有重要作用。
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_精品文档
细胞焦亡细胞焦亡是一个细胞死亡的特殊过程，也被称为细胞自噬死亡。
这是一种自我调控的细胞死亡机制，通常发生在一些应激条件或负荷过大的情况下，它具有特殊的生理和病理意义。
细胞焦亡最早在20世纪70年代由日本细胞生物学家Yoshinori Ohsumi提出。
他在探索酿酒酵母细胞在限制营养条件下的反应时，发现细胞会通过自噬的形式将其自身的细胞器和蛋白质分解为营养物质，以维持基本代谢。
这个发现为后来细胞焦亡的研究奠定了基础。
细胞焦亡是一种高度调控的过程，它在细胞存活和死亡之间进行谨慎的平衡。
正常情况下，细胞焦亡起到维持细胞内稳态的重要作用。
细胞通过将不再需要的或受损的细胞器和蛋白质降解，以回收重要的营养物质。
这有助于储备能量和维持细胞正常功能。
然而，在应激条件或疾病过程中，细胞焦亡可能会被异常激活，导致细胞死亡和组织损害。
细胞焦亡的调控机制非常复杂，涉及多个信号通路和分子机制。
目前已知的主要信号通路包括mTOR信号通路、AMPK信号通路、Bcl-2家族等。
这些信号通路和调控机制相互作用，共同发挥对细胞焦亡的调控作用。
研究发现，一些细胞因子和细胞膜上的受体也参与了细胞焦亡的调控。
细胞焦亡在多种疾病的发生和发展中起到重要的作用。
例如，肿瘤细胞常常通过激活细胞焦亡途径来减少营养和氧气供应，从而降低肿瘤生长。
在一些神经性疾病中，如阿尔茨海默病和帕金森病，细胞焦亡的异常激活可能导致神经元的死亡和病理损伤。
因此，细胞焦亡的研究对于理解疾病的发生机制以及开发新的治疗方法具有重要意义。
近年来，关于细胞焦亡的研究取得了重要进展。
科学家们通过研究细胞焦亡信号通路和调控机制的分子细节，深入了解了细胞焦亡的发生过程。
此外，他们还开发了一些针对细胞焦亡调控的药物和治疗方法，用以抑制或促进细胞焦亡的进程。
这为细胞焦亡的临床应用提供了新的思路和途径。
细胞焦亡作为一种特殊的细胞死亡方式，具有重要的生理和病理意义。
通过研究细胞焦亡的机制，可以更好地理解细胞在应激条件下的生存和死亡反应。
肿瘤 原位疫苗 细胞焦亡
肿瘤原位疫苗细胞焦亡
肿瘤原位疫苗和细胞焦亡是与肿瘤治疗和免疫系统相关的概念。
肿瘤原位疫苗（In situ vaccination）是一种新兴的肿瘤治疗方法，它通过在肿瘤部位直接注射疫苗来激活患者自身的免疫系统对抗肿瘤。
这种疫苗会激活免疫细胞，使其识别并攻击肿瘤细胞。
肿瘤原位疫苗的优势在于它能够针对个体的特定肿瘤进行定制，提高治疗的针对性和有效性。
细胞焦亡（Cellular necrosis）是细胞死亡的一种形式，它通常是由于细胞受到严重的损伤或压力而发生。
在肿瘤治疗中，一些治疗方法（如放疗、化疗等）会引起肿瘤细胞的细胞焦亡。
细胞焦亡释放的细胞内部组分和肿瘤相关抗原可以被免疫系统识别，从而激活免疫系统对抗肿瘤。
肿瘤原位疫苗和细胞焦亡可以结合使用，以增强治疗效果。
在肿瘤原位疫苗注射的过程中，细胞焦亡可以提供额外的肿瘤抗原，增加免疫系统对肿瘤的识别和攻击。
这种联合治疗的目标是通过激活免疫系统，促进肿瘤的局部和全身性抗肿瘤免疫反应，从而提高治疗效果和预后。
肿瘤原位疫苗和细胞焦亡作为较新的治疗方法，仍处于研究和临床实践阶段。
具体的治疗方案和效果可能因个体情况和肿瘤类型而有所差异。
如果您或您身边的人对这些治疗方法感兴趣或需要相关信息，请咨询专业医生或医疗机构进行进一步的了解和咨询。
2024细胞焦亡在小儿外科疾病中的研究进展
2024细胞焦亡在小儿外科疾病中的研究进展摘要细胞焦亡是一种伴随着炎症反应的程序性细胞死亡方式，主要通过炎症小体或脂多糖介导半胱天冬氨酸酶-W5/11活化,造成包括GaSdermin D 在内的多种Gasdermin家族成员发生剪切，细胞焦亡过程中伴随着大量促炎因子的释放，从而引起各种疾病中的炎症反应。
目前，细胞焦亡在小儿外科疾病中的研究尚少。
现总结细胞焦亡在小儿外科疾病(先天性巨结肠、胆道闭锁、新生儿坏死性小肠结肠炎、肿瘤等)中的研究进展，发现部分小儿外科疾病的发生发展过程中均有细胞焦亡的参与，对于细胞焦亡中具体发生机制和信号通路的研究将有助于这些小儿外科疾病的早期诊断和治疗。
关键词先天性巨结肠;胆道闭锁;新生儿坏死性小肠结肠炎;肿瘤;细胞焦亡;儿童1992年，Zychlinsky等［1 ］首次在革兰阴性致病菌福氏志贺菌感染的巨噬细胞中观察到了细胞焦亡(pyroptosis )这种现象。
2001年，Cookson 和Brennan ［2 ］研究发现，这种细胞死亡形式依赖于炎性半胱天冬氨酸酶-1 ( Caspase-1 )的激活，从而区别于细胞凋亡。
近几年研究则认为细胞焦亡是一种伴随着炎症反应的程序性细胞死亡方式。
细胞焦亡在形态学上同时具有坏死和凋亡的特征。
细胞焦亡的发生由Caspase介导,NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3 ( NOD-Iike receptor thermal protein domain associated protein 3z NLRP3 ∖黑色素瘤缺乏因子2(absent in melanoma 2,AlM2)等多种炎症小体及TOIl 样受体 4 ( Toll like receptor 4 , TLR4 )、核因子KB ( nuclear factor kappa-B , NF-κB )等受体通路参与其中，会释放白细胞介素(i∏terleukin z IL )-1 β和IL-18从而募集更多的炎症细胞扩大炎症反应。
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。
细胞焦亡与自噬,凋亡,坏死的新认知
细胞焦亡与自噬,凋亡,坏死的新认知
细胞焦亡是一种新型的细胞死亡方式，与传统死亡方式如自噬、凋亡和坏死有所不同。
细胞焦亡是由特定化学因素（如氧化应激、细胞质蛋白酶的激活和膜通透性改变等）引起的各种有害细胞病变的结果。
随着对细胞焦亡的研究不断深入，人们对其与自噬、凋亡和坏死之间的关系也有了新的认识。
自噬、凋亡和坏死是传统的细胞死亡方式。
自噬是细胞通过分解自身细胞器和蛋白质来提供能量和营养，从而维持生存。
凋亡是细胞通过一系列程序性死亡过程来消除损伤或无用细胞，以维持组织和器官的正常功能。
而坏死则是细胞在受到外界不良刺激或损伤时无法维持生命活动，最终导致细胞死亡。
最新研究表明，细胞焦亡与自噬、凋亡和坏死之间存在相互影响的关系。
细胞焦亡可以诱导细胞自噬，而自噬和凋亡也能够抵抗细胞焦亡的发生。
此外，研究还表明，细胞焦亡还与一些自身免疫和炎症反应相关。
综上所述，细胞焦亡是一种新型的细胞死亡方式，其与传统的自噬、凋亡和坏死之间存在相互影响的关系。
对细胞焦亡的研究有助于深入了解细胞死亡的机制，为疾病的诊断治疗提供新的思路和方法。
细胞焦亡
细胞焦亡2001年，cookson等首次使用pyroptosis来形容在巨噬细胞中发现caspase-1依赖的细胞死亡方式。
细胞焦亡（pyroptosis）的发现并证实是一种新的程序性细胞死亡方式，其特征为依赖于半胱天冬酶-1(caspase-1)，并伴有大量促炎症因子的释放。
细胞焦亡的形态学特征、发生及调控机制等均不同于凋亡、坏死等其他细胞死亡方式。
迄今为止，已经证实弗氏志贺氏杆菌、沙门氏杆菌、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叶尔森杆菌均可诱导巨噬细胞产生caspase-1依赖的细胞死亡方式。
研究发现，caspase-1依赖的细胞死亡方式不仅存在于单核巨噬细胞系，还存在于树突状细胞等其他细胞中。
诱导细胞产生caspase-1依赖细胞死亡的刺激原也不仅局限于病原体，一些非生物性的刺激源，如损伤相关模式分子(danger／damage associated molecularpattern，DAMP)、缺血坏死的产物等也可诱导细胞caspase-1依赖的细胞死亡。
此后，科学家们发现细胞焦亡本质上是由GSDMD（gasdermin D）蛋白介导的细胞炎性坏死，与多种病理生理过程紧密相关。
一旦发生，GSDMD 蛋白的N - 端高聚并与脂类结合，在细胞膜上形成孔洞，细胞逐渐膨胀至细胞破裂，最终大量细胞内含物如IL-1β释放，激活强烈的炎症反应。
研究表明，细胞焦亡广泛参与感染性疾病、神经系统相关疾病和动脉粥样硬化性疾病等的发生发展，并发挥重要作用。
对细胞焦亡的深入研究有助于认识其在相关疾病发生发展和转归中的作用,为临床防治提供新思路。
1.Nature：细胞焦亡在肿瘤化疗中发挥重要作用doi:10.1038/nature22393近日，一篇发表在国际杂志nature上的研究报告中，来自北京生命科学研究所的邵峰院士课题组报道发现细胞焦亡的重要蛋白GSDME(DFNA5)。
该蛋白在肿瘤化疗药物的作用下，通过caspase-3的切割作用获得活性，诱导肿瘤细胞的细胞焦亡，并在化疗药物对正常组织的毒副作用中扮演重要角色。
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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。
其中GSDMD-N为功能执行的单位，它能转移至细胞膜表面，形成直径1.1-2.4nm的对称孔道结构。
随着细胞离子梯度破坏，水分内流，细胞肿胀，最终导致细胞破裂，内容物流出，以及大量炎性因子的释放，使得炎性反应不断扩大8。
非经典细胞焦亡途径，革兰氏阴性菌中的脂多糖（Lipopolysaccharide,LPS）可以直接激活caspase4/5/11而不经过炎性小体。
其中caspase4/5来源于人种属，caspase11来源与鼠种属9。
caspase4/5/11经实验证实，同样能裂解GSDMD为GSDMD-N端及GSDMD-C端。
GSDMD-N执行相同的功能，形成细胞孔道5。
更有研究表明，caspase11为caspase1的上游激活因子9。
因此，经典细胞焦亡途径和非经典细胞焦亡途径之间存在着交互关系，值得进一步深究。
随着焦亡一步一步揭开神秘的面纱，许多疾病中均有报道焦亡现象的存在：自身免疫性疾病、免疫缺陷相关疾病、神经退行性疾病，缺血再灌注损伤疾病等等。
例如，HIV感染后的免疫细胞CD 4+ T细胞具有抵抗细胞焦亡的作用10；急性肝损伤、急性肺损伤中均涉及焦亡过程11, 12；阿尔兹海默症的神经系统退化的重要机制与NLRP1炎症小体的经典细胞焦亡是相关13，等等。
焦亡与疾病的相互作用关系的探究意味着更加深入地了解疾病的治疗方向，因此对医学有着重要地意义与作用。
目前对细胞焦亡的研究才刚刚起步，无论是致病机制还是其在疾病发生发展进程中的作用与地位都有待进一步更细致的研究，相信对细胞焦亡机制的深入探索可以为疾病的治疗寻找到新的靶点。
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