細(xì)胞焦亡檢測(cè)抗體？你想要的Affinity都給你！
細(xì)胞在損傷或者受到物理創(chuàng)傷的時(shí)候會(huì)發(fā)生意外死亡，但過去40年的研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞在必要的時(shí)候會(huì)主動(dòng)結(jié)束自己的生命。這一程序性細(xì)胞死亡與胚胎發(fā)育、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)以及疾病的病理發(fā)生密切相關(guān)，舉個(gè)例子，人體由約1014個(gè)細(xì)胞組成，為了維持機(jī)體正常的器官功能，每天會(huì)有數(shù)百萬個(gè)細(xì)胞發(fā)生凋亡并由新的分化細(xì)胞代替，凋亡的細(xì)胞包裹成凋亡小體被周圍的細(xì)胞或者吞噬細(xì)胞降解，以此避免發(fā)生有害的炎癥反應(yīng)。與細(xì)胞凋亡不同的是，近些年發(fā)現(xiàn)的另外一些形式的程序性死亡如凋亡壞死和細(xì)胞焦亡，由于在細(xì)胞死亡過程中伴隨著細(xì)胞膜破裂、細(xì)胞內(nèi)容物外泄以及大量炎癥因子的釋放，引起了廣大科研工作者的廣泛關(guān)注。接下來，我們一起來看一看細(xì)胞焦亡這一神秘的細(xì)胞死亡方式吧！
一．細(xì)胞焦亡及形態(tài)學(xué)特征
細(xì)胞焦亡這一概念是由Cookson等人在2001年命名的，又稱細(xì)胞炎性壞死，它是由炎性小體介導(dǎo)并激活Caspase-1在內(nèi)的多種Caspase家族蛋白，促進(jìn)促炎癥因子的釋放進(jìn)而激活強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)。研究表明，細(xì)胞焦亡廣泛參與感染性疾病、神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)疾病、動(dòng)脈粥樣硬化以及癌癥等的發(fā)生發(fā)展，所以對(duì)細(xì)胞焦亡的深入研究有助于認(rèn)識(shí)其在相關(guān)疾病發(fā)生發(fā)展中的作用，為臨床治療提供新的思路。
細(xì)胞發(fā)生焦亡時(shí)，細(xì)胞腫脹，在細(xì)胞破裂之前，細(xì)胞膜上會(huì)形成突出物，之后在細(xì)胞膜上形成孔隙，此時(shí)細(xì)胞膜失去完整性，釋放胞內(nèi)內(nèi)容物；與此同時(shí)，一些炎癥因子隨之釋放，引發(fā)炎癥反應(yīng)；隨著細(xì)胞的形態(tài)學(xué)轉(zhuǎn)變，細(xì)胞核固縮，DNA斷裂。
二．細(xì)胞焦亡信號(hào)通路
下圖是細(xì)胞焦亡的分子機(jī)制
Lieselotte Vande Walle,et al. 2016 Current Biology
第一步：又稱啟動(dòng)步驟，炎癥小體（Inflammasome）識(shí)別細(xì)胞外細(xì)菌、病毒、藥物等刺激后，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄合成pro-IL1β、Nlrp3、caspase-11(caspase-4、caspase-5 in human）等；第二步：又稱激活步驟，分為caspase-1依賴性途徑和caspase-1非依賴性途徑（caspase4，5，11依賴性途徑）。
1. caspase-1依賴性途徑
炎癥小體募集pro-caspase-1并將其活化，一方面，活化的caspase-1將pro-IL1β、pro-IL18進(jìn)行切割，形成有活性的IL1β和IL18，并釋放到胞外，募集炎癥細(xì)胞聚集，擴(kuò)大炎癥反應(yīng)。另一方面，活化的caspase-1切割Gasdermin D（GSDMD），形成含有Gasdermin D N端活性域的肽段，Gasdermin D-N domain誘導(dǎo)細(xì)胞膜穿孔，釋放內(nèi)容物，引起炎癥反應(yīng)。
2. caspase-1非依賴性途徑（caspase4，5，11依賴性途徑）
細(xì)胞受到細(xì)菌等信號(hào)的刺激后會(huì)產(chǎn)生脂多糖，感應(yīng)到脂多糖后caspase-11(caspase-4、caspase-5 in human)被活化，活化的caspase-11(caspase-4、caspase-5 in human)切割Gasdermin D（GSDMD），進(jìn)而誘導(dǎo)膜穿孔，細(xì)胞破裂產(chǎn)生炎癥反應(yīng)。值得注意的是，caspase-11(caspase-4、caspase-5 in human)無法直接促進(jìn)pro-IL1β、pro-IL18成熟，但是它可以通過募集Nlrp3炎癥小體活化caspase-1，活化的caspase-1促進(jìn)pro-IL1β、pro-IL18成熟并釋放到細(xì)胞外。
說到這里，各位是不是還有點(diǎn)疑惑炎癥小體、Gasdermin D都是什么東東，跟著小編一起來看一下吧~
1. 炎癥小體（Inflammasome）
炎癥小體是由胞漿內(nèi)模式識(shí)別受體（particular pattern recognition receptors)參與組裝的多蛋白復(fù)合物。炎癥小體能夠識(shí)別病原相關(guān)分子模式(PAMPs)或者宿主來源的損傷相關(guān)分子模式(DAMPs)，募集和激活半胱天冬酶-1（Caspase-1），隨后激活細(xì)胞焦亡。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的炎癥小體組成請(qǐng)見下圖：
Lieselotte Vande Walle,et al. 2016 Current Biology
NOD-like receptors（NLRs）包括Nlrp1b、Nlrc4（又稱IRAF）、Nlrp3是一類細(xì)胞內(nèi)的感應(yīng)器；AIM2能夠感受DNA病毒或細(xì)菌感染時(shí)釋放到細(xì)胞漿的dsDNA；Pyrin并不直接識(shí)別和結(jié)合病原微生物分子，而是感應(yīng)各種細(xì)菌毒素對(duì)宿主細(xì)胞Rho家族小G蛋白的修飾和失活。這些蛋白必須含有caspase-1結(jié)合結(jié)構(gòu)域CARD或者同時(shí)含有接頭蛋白（ASC）結(jié)合結(jié)構(gòu)域PYD。
2. Gasdermin D
Gasdermin D由480個(gè)氨基酸組成，可分為兩個(gè)功能結(jié)構(gòu)域：N端的gasdermin-N domain、C端的gasdermin-C domain，兩個(gè)結(jié)構(gòu)域之間由一個(gè)長(zhǎng)loop環(huán)連接。Caspase-1和caspase-11(caspase-4、caspase-5 in human)可以將 Gasdermin D從loop環(huán)處剪切，gasdermin-N domain可以使細(xì)胞膜表面形成1-2nm的孔，進(jìn)而促進(jìn)焦亡的發(fā)生。研究表明，在哺乳細(xì)胞中過表達(dá)gasdermin-N domain足夠誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生焦亡，而Gasdermin D缺失的巨噬細(xì)胞在脂多糖的刺激下無法發(fā)生焦亡，此外在Gasdermin D缺失的情況下，caspase-1雖然可以使IL1β成熟，但是成熟的IL1β卻無法分泌到細(xì)胞外，因?yàn)?/span>Gasdermin D的缺失導(dǎo)致細(xì)胞膜無法形成孔隙。可見Gasdermin D在細(xì)胞焦亡過程中起著關(guān)鍵的執(zhí)行者作用，所以科學(xué)家呼吁細(xì)胞焦亡又叫做Gasdermin 介導(dǎo)的程序性細(xì)胞壞死。
三．細(xì)胞焦亡檢測(cè)方法
掃描電鏡觀察細(xì)胞形態(tài)、TUNEL染色、免疫熒光染色如GSDMD、q/PCR或者WB檢測(cè)焦亡相關(guān)基因或蛋白的表達(dá)水平（如caspase-1\4\5\11、GSDMD等），還可以ELISA試劑盒檢測(cè)IL1β、IL18炎癥因子的表達(dá)水平。
Affinity很早就開始關(guān)注細(xì)胞焦亡的研究，認(rèn)為這是未來研究的熱門方向，所以早早的研發(fā)出了細(xì)胞焦亡相關(guān)的抗體提供給廣大科研工作者，現(xiàn)羅列如下供大家參考~
上文中提到Gasdermin D在細(xì)胞焦亡中起著執(zhí)行者作用，Affinity的Gasdermin D抗體無論是在WB還是免疫熒光中都表現(xiàn)十分優(yōu)異。
LPS處理后，GSDMD發(fā)生明顯剪切，出現(xiàn)35KD的片段
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| GSDMD Antibody - C terminal | GSDMD Antibody - N terminal |
| LPS處理Hela細(xì)胞后，N端GSDMD移向細(xì)胞膜，表示細(xì)胞發(fā)生焦亡 | |
參考文獻(xiàn)
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