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細(xì)胞焦亡（pyroptosis）是一種新的程序性細(xì)胞死亡方式，其依賴于Gasdermin家族蛋白形成質(zhì)膜膜孔的、可調(diào)控的細(xì)胞死亡，經(jīng)常但并不總因炎癥性Caspase的活化而完成。其形態(tài)學(xué)特征在電鏡下觀察，可清楚看到在細(xì)胞質(zhì)膜破裂前，焦亡的細(xì)胞形成大量小泡，即焦亡小體。之后細(xì)胞膜上會(huì)形成孔隙，細(xì)胞膜破裂，內(nèi)容物流出。

細(xì)胞形態(tài)學(xué)：根據(jù)細(xì)胞形態(tài)變，可初步鑒定細(xì)胞是否發(fā)生焦亡。通過光學(xué)顯微鏡觀察，可看到胞漿破裂或有大量細(xì)胞碎片的存在。

LDH釋放檢測(cè)：乳酸脫氫酶（LDH）是存在于幾乎所有細(xì)胞內(nèi)的一種酶，當(dāng)細(xì)胞膜破裂時(shí)，LDH能被釋放到培養(yǎng)液中。因此，可通過檢測(cè)培養(yǎng)液中的LDH濃度，確定是否存在細(xì)胞焦亡。

DNA片段化檢測(cè)：通過檢測(cè)細(xì)胞焦亡后DNA的斷裂和片段化來確定細(xì)胞是否凋亡，如DNA凝膠電泳，DNA染色體斷裂中斷PCR等；

ELISA檢測(cè)炎癥因子：細(xì)胞焦亡是一種由于受到各種環(huán)境或藥物刺激而導(dǎo)致的特殊死亡方式，會(huì)釋放一系列炎癥因子，引發(fā)炎癥反應(yīng)。常用指標(biāo)：IL-1β、IL-6、IL-18，通過使用特定的抗體，可以測(cè)量這些炎癥因子的含量，從而確定細(xì)胞焦亡的程度。

WB實(shí)驗(yàn)檢測(cè)：通過檢測(cè)單個(gè)蛋白質(zhì)，可檢測(cè)到細(xì)胞焦亡中存在的關(guān)鍵分子，如Caspase-3，PARP等進(jìn)行定量檢測(cè)。

aspase-1介導(dǎo)的典型途徑：

細(xì)胞焦亡途徑中，由NLRP3、NLRC4、AIM2、Pyrin等炎癥小體被激活后將活化并裂解Pro-Caspase-1形成具有活性的Caspase-1，Caspase-1可以裂解GSDMD蛋白形成具有活性的N端與C端，N端促使細(xì)胞膜穿孔、細(xì)胞死亡；同時(shí)Caspase-1還可以處理pro-IL-1β形成有活性的IL-1β，釋放到細(xì)胞外擴(kuò)大炎癥反應(yīng)。

caspase-4/5/11介導(dǎo)的非典型途徑：在非經(jīng)典細(xì)胞焦亡途徑中，LPS可以直接與Capase-4/5/11結(jié)合，一方面，活化的Caspase-4/5/11可以裂解GSDMD蛋白，GSDMD蛋白N端既可以介導(dǎo)細(xì)胞膜溶解與細(xì)胞焦亡，還可以激活NLRP3炎癥小體來活化Caspase-1，最終產(chǎn)生IL-1β并外釋；另一方面，活化的Caspase-4/5/11激活通道Pannexin-1，釋放ATP以開放胞膜通道P2X7，使細(xì)胞膜形成小孔誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡，激活的Pannexin-1還通過外釋K+激活NLRP3炎癥小體，最終產(chǎn)生IL-1β并外釋。

caspase-3-gasdermin E (GSDME)途徑：研究發(fā)現(xiàn)一種新的焦亡途徑：特定的刺激導(dǎo)致 Caspase-3 的激活 (原本 Caspase-3 是凋亡的底物)，Caspase-3 誘導(dǎo) Gasdermin E (GSDME) 的裂解為 C-末端片段 (GSDME-CT) 和 N-端片段 (GSDME-NT)。GSDME-NT 也參與了膜孔的形成，導(dǎo)致細(xì)胞焦亡。

顆粒酶介導(dǎo)途徑：研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞所分泌的顆粒酶A（Granzyme A，GZMA）通過切割GSDMB釋放GSDMB-N片段，造成細(xì)胞穿孔，從而誘發(fā)細(xì)胞焦亡。這項(xiàng)研究刷新了細(xì)胞焦亡的定義，改寫了焦亡只能經(jīng)Caspase活化的定論。

  GZMA切割GSDMB誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡  源自[4]

細(xì)胞焦亡與腫瘤

細(xì)胞焦亡不僅是細(xì)胞增殖、應(yīng)激反應(yīng)和體內(nèi)平衡的生理調(diào)節(jié)劑，也是一種腫瘤抑制機(jī)制，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞焦亡已成為抗腫瘤免疫的途徑之一。另外，發(fā)生焦亡的腫瘤細(xì)胞釋放炎性因子到微環(huán)境中，可能起到促進(jìn)腫瘤免疫的作用。

細(xì)胞焦亡與糖尿病

PRR家族的一員NLRP3對(duì)于1型和2型糖尿病進(jìn)展都起到關(guān)鍵作用。1型糖尿病小鼠模型中，敲除NLRP3和IL-1R后胰島素上調(diào)，有效減緩高血糖癥狀。在2型糖尿病小鼠中，過量表達(dá)的NLRP3會(huì)加劇脂肪組織的炎癥，胰島素敏感性下降，促進(jìn)胰島素抵抗。提示NLP3介導(dǎo)的焦亡可以作為治療糖尿病的新靶標(biāo)。

細(xì)胞焦亡與心臟疾病

同樣，NLRP3炎性小體激活介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡能促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化、心衰、高血壓等各種心血管疾病發(fā)展。心血管疾病的病理基礎(chǔ)——動(dòng)脈粥樣硬化，其實(shí)就是一個(gè)炎癥反應(yīng)過程。許多研究報(bào)道顯示，細(xì)胞焦亡可能與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展密切相關(guān)。

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