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。

2019部分焦亡研究中标项目

焦亡研究的逻辑思路：