一句话告诉你细胞的另一种死亡方式-细胞焦亡

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。

细胞焦亡研究必看六篇经典综述2018-12-16 10:59上次梦熊介绍了细胞焦亡（点击查看）后，有一些小伙伴们表示第一次听说这个概念，其实这个概念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。

截止到今天，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；同时，从今年命中的国自然项目中，我们也可以发现，在多种疾病或研究领域均有细胞焦亡的相关研究即将受到国自然基金委的资助。

细胞焦亡又称细胞炎性坏死，是一种程序性细胞坏死，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。

半胱氨酸蛋白酶Caspases通过切割gasermin D（GSDMS）的氨基端和羧基端的连接体，从而调控了细胞焦亡。

细胞焦亡是先天免疫系统对病原体产生的重要免疫反应，其与炎性小体有非常密切的关系，炎性小体的活化能够促进细胞焦亡。

那么，想要了解细胞焦亡，让我们从“炎性小体”和“细胞坏死”的经典综述着手。

The InflammasomesDOI 10.1016/j.cell.2010.01.040炎性小体是由多种蛋白质组成的复合体，此概念由Tschopp研究小组于2002年首次提出。

炎性小体能够调节胱冬肽酶-1（caspase-1）的活化进而在天然免疫防御的过程中促进细胞因子前体pro-IL-1β和pro-IL-18的切割成熟。

其还能调节caspase-1依赖的细胞焦亡。

这篇综述中，介绍了正常的炎性小体和疾病中异常调控的炎性小体的功能。

并详细讨论了含有传感蛋白NLRP1、NLRP3、IPAF、AIM2炎性小体的激活机制。

Recognition of Bacteria by Inflammasomesdoi:10.1146/annurev-immunol-032712-095944这篇综述是介绍含有NLR、PYHIN传感蛋白的炎性小体，在探察细菌感染以及启动固有免疫应答的不同机制。

心梗巨噬细胞细胞焦亡通路
心梗（心肌梗死）后，心肌细胞会受到缺血缺氧的刺激，导致细胞死亡。

心梗巨噬细胞是一类免疫细胞，它们在心梗后扮演重要的角色。

心梗巨噬细胞通过清除死亡细胞和细胞碎片，参与修复和再生过程。

心梗巨噬细胞在清除细胞垃圾的过程中，可能会激活细胞焦亡通路。

细胞焦亡是一种程序性细胞死亡方式，与坏死和凋亡不同。

细胞焦亡通路是通过对细胞膜的特定受体的激活而启动的。

这些受体可以在细胞膜上感受到细胞垃圾或细胞损伤信号，并通过内部信号传导通路激活细胞焦亡。

一旦细胞焦亡通路被激活，心梗巨噬细胞会释放细胞焦亡相关的信号分子，这些信号分子可以引发炎症反应、增强细胞死亡以及影响心肌修复和再生过程。

然而，心梗巨噬细胞细胞焦亡通路的具体机制还需要进一步研究。

这个通路的了解有助于深入理解心梗后的免疫反应和心肌再生过程，进而开发更好的治疗策略。

细胞焦亡信号通路细胞焦亡信号通路（Cell Death Signaling Pathway）细胞焦亡是一种重要的细胞死亡形式，与机体发育、免疫调节、肿瘤发生等多种生物学过程密切相关。

细胞焦亡是一种主动的、高度调节的程序性细胞死亡，不同于坏死和凋亡。

细胞焦亡通常通过一系列信号通路中的激活和调节分子来介导，并涉及许多关键因子的参与。

在细胞焦亡信号通路中，有三个主要的信号通路：线粒体途径、受体介导的途径和内质网途径。

这些信号通路可以相互作用，形成一个复杂的网络调控系统。

线粒体途径是细胞焦亡信号通路中最重要的途径之一。

这一途径通过线粒体内外膜通透性的改变来调控细胞焦亡。

常见的线粒体途径调控因子包括Bcl-2家族蛋白、Cytochrome c等。

这些因子的活化或释放可以促进细胞焦亡的进行。

受体介导的途径主要包括死亡受体家族、TNF受体家族等。

这些受体的激活会引发一系列的信号传导，最终导致细胞焦亡。

在这一信号通路中，活化的受体通常会激活卡式蛋白家族，通过级联反应来促进细胞焦亡的进行。

内质网途径在调控细胞焦亡中也起到重要的作用。

内质网是细胞内一种特殊的细胞器，主要负责蛋白质的合成和折叠。

当内质网发生异常时，会引发一系列的应激反应，从而触发内质网应激途径。

这一途径可以引导细胞进入焦亡状态。

除了上述三个主要的细胞焦亡信号通路外，还有一些其他重要的因子和分子也参与了细胞焦亡过程。

例如，ROS（Reactive Oxygen Species）、p53等因子都与细胞焦亡密切相关。

细胞焦亡信号通路的研究对于理解疾病的发生、发展和治疗具有重要意义。

可以通过干预细胞焦亡信号通路来调节细胞的生存和死亡，进而治疗一些相关疾病，包括肿瘤、神经系统疾病等。

总之，细胞焦亡信号通路是细胞焦亡的重要调控系统，通过线粒体途径、受体介导的途径和内质网途径等来调控细胞的生存和死亡。

深入研究细胞焦亡信号通路对于理解疾病发生机制以及疾病治疗具有重要意义，未来还需进一步深入探索这一领域并开展相关研究。

细胞凋亡,细胞焦亡与细胞坏死的区别细胞凋亡，细胞焦亡与细胞坏死是细胞死亡的不同方式，它们的区别包括以下几个方面:
1. 细胞凋亡是一种有序的细胞死亡方式，通常是在细胞内信号通路的控制下进行的。

细胞凋亡通常是一种有益的死亡方式，可以帮助身体清除受损或异常的细胞，促进组织的修复和再生。

2. 细胞焦亡是一种无序的细胞死亡方式，通常是由于细胞内温度升高或毒性物质积累而导致的。

细胞焦亡通常是一种有害的死亡方式，可以帮助身体清除受损或异常的细胞，但同时也可能导致身体的损伤和疾病。

3. 细胞坏死是一种无序的细胞死亡方式，通常是由于外部因素 (如病毒、化学物质等) 或内部因素 (如缺氧、代谢紊乱等) 而导致的。

细胞坏死通常是一种有害的死亡方式，可以帮助身体清除受损或异常的细胞，但同时也可能导致身体的损伤和疾病。

总的来说，细胞凋亡和细胞焦亡通常是一种有益的死亡方式，而细胞坏死则通常是一种有害的死亡方式。

在身体内，细胞凋亡和细胞焦亡通常发生在特定的情境下，而细胞坏死则通常是一种紧急情况下的反应。

细胞焦亡1.定义：细胞焦亡又称细胞炎性坏死，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。

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。

细胞焦亡是由gasdermin介导的细胞程序性坏死。

2.形态学特征：细胞皱缩，与邻近细胞分离；核染色质固缩集聚至在核膜下，随后核酸内切酶被激活并导致染色体DNA降解为约180bp一200bp片段，脱氧核苷酸末端转移酶介导的dUTP缺口末端标记(terminal oxynucleoti—dyltransferase mediated dUTP biotin nickend labe·ling，TUNEL)染色阳性；胞浆浓缩；胞膜内陷将细胞分割成多个凋亡小体(apoptotic bodies)，最终被巨噬细胞获邻近细胞所吞噬。

由于胞质成分不外溢，故凋亡的一大特征是不引起周围组织的炎症反应。

研究表明，焦亡细胞在形态上同时具有凋亡和坏死的特征。

3.意义：：为临床提供新思路1)感染性疾病细胞焦亡与各种感染性疾病关系密切。

弗氏志贺氏杆菌、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耶尔森杆菌均证实可诱导细胞发生细胞焦亡。

细胞焦亡在感染过程中诱导损伤细胞的死亡，这有利于宿主有效地清除致病微生物，限制细菌的生长，在病原体感染时有效地保护机体。

但细胞焦亡对机体也有有害的一面，细胞焦亡在导致细胞死亡的同时激发炎症反应，诱导IL-18，IL一18的释放、细胞质的外泄、募集，激活其他免疫细胞向感染部位聚集，诱导其他炎症细胞浸润，促炎细胞因子释放，是发热，低血压，内毒素血症等病理过程产生的基础。

2)神经系统疾病脑缺血、脑损伤、帕金森氏症、老年痴呆、亨廷顿症、中枢系统感染等多种神经系统疾病均涉及caspase一1的过度激活。

IL一1 13和IL—18表达水平增加，而且这些疾病也表现为细胞死亡和炎症反应发生。

细胞自噬和细胞凋亡近年来，细胞自噬和细胞凋亡成为研究领域中备受关注的话题。

这两种过程都是细胞内部调节机制的一部分，能够对细胞内部出现不良状态产生调节作用。

理解细胞自噬和细胞凋亡的机制，有利于我们更深入地了解细胞生存和死亡这一基本生命现象。

一、细胞自噬细胞自噬是指细胞中的一种自我逐级分解和再利用的过程。

这种过程不仅在维持正常生理状态下发挥着重要作用，还在细胞受到各种类型压力时调节代谢平衡。

细胞自噬包括三个步骤：两个膜囊泡包围需要分解的物质形成自噬体，与溶酶体融合，并将被分解的物质进行化学降解。

这种过程对于降解蛋白质、维持细胞内部环境平衡、调节能量代谢等方面具有至关重要的作用。

自噬是由一系列和一些肠道微生物有关的基因编码控制的。

比如说在小鼠细胞中基因Atg5以编码一种酵素能够在自噬之前将膜囊包裹目标分子的其中一部分结构进行修饰. 这时膜囊和溶酶体融合的酸度环境得以形成，酸性环境对于降解分子和大分子结构变得十分重要。

还有的物质可以通过ATP合成来进行改变。

二、细胞凋亡细胞凋亡是指一种细胞主动性的死亡形式。

当细胞受到某些激素、肿瘤机制抑制剂、病毒或其他类型的打击时，它们可能会通过引发自己的死亡来保护机体。

细胞凋亡与一些生命事件如胚胎形态发育、免疫应答以及遗传性疾病等有关。

细胞凋亡经过控制凋亡的细胞死亡信号逐步实现。

细胞凋亡的标志包括去核、特殊的DNA断裂、膜表面上磷脂翻转，以及特殊酶切等等。

有些情况下，细胞凋亡与细胞失真(在肿瘤細胞及非瘤細胞中都体现出細胞失真现象)有关，因为细胞失真可以使癌细胞逃脱细胞凋亡过程。

三、细胞自噬与细胞凋亡的关系尽管细胞自噬和细胞凋亡是两个独立的生命事件，但是它们存在一些交叉影响。

在一些情况下，细胞自噬可以阻止细胞凋亡，相反地，细胞凋亡也可以引起自噬过程的产生。

自噬可以影响凋亡的信号传递，特别是在细胞凋亡途径受阻时。

一项研究发现，一些药物可以抑制细胞凋亡，并通过激活自噬过程改善疾病症状。

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。

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摘要细胞焦亡，一种炎性细胞程序性死亡过程，最初是在细胞感染过程中得以发现，后来被发现作为炎症小体（包含Caspase-1）及其他Caspase的下游，广泛参与多种疾病炎性过程中的细胞死亡过程。

细胞焦亡和其他多种细胞程序性死亡相互补充、相互串连和转化，共同构成了细胞程序性死亡的复杂体系。

I. 细胞焦亡的激活过程，从病原体感染说起当细胞受到外界微生物（如细菌）感染时，模式识别受体（pattern-recognition receptors, PRRs）可识别病原体相关分子模式（pathogen-associated molecular pattern，PAMP）或机体细胞释放的危险相关分子模式（danger-associated molecular pattern，DAMP），从而快速启动天然免疫反应以抵御病原微生物入侵。

模式识别受体一般表达于巨噬细胞、单核细胞、树突状细胞、中性粒细胞、上皮细胞以及适应性免疫系统中的一些细胞。

模式识别受体依据亚细胞定位可分为两大类：（1）细胞膜上的Toll样受体（Toll-likereceptors，TLR）和C型凝集素受体（C-type lectin receptors）；（2）细胞质内的RIG-Ⅰ样受体（RIG-Ⅰ-likereceptors）、AIM2样受体（AIM2 like receptors）及NOD样受体（NOD-like receptors）。

研究表明，位于细胞质内的一些NOD样受体/AIM2样受体在细胞内能够直接或者通过接头蛋白ASC （apoptosis-associated speck-like proteincontain a CARD）募集半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶酶原（pro-Caspase-1），从而形成多蛋白复合体，即炎症小体（inflammasome）[1]，在机体天然免疫应答中起重要作用。

细胞焦亡的研究进展细胞焦亡：研究进展与未来展望在生命科学领域，细胞死亡的方式一直受到广泛。

其中，细胞焦亡作为一种独特的细胞死亡方式，在近年来的研究工作中展现出极大的研究价值和潜力。

本文将概述细胞焦亡的基本概念、特征和研究进展，并探讨未来的研究方向和前景。

一、细胞焦亡的基本概念和特征细胞焦亡是指细胞在遭遇某些内外刺激后，出现细胞膜受损、细胞器功能障碍，最终导致细胞死亡的一种过程。

与其他细胞死亡方式相比，细胞焦亡具有一些独特的特征。

首先，细胞焦亡过程中细胞膜受损，导致细胞内容物释放，引起炎症反应。

其次，细胞焦亡伴随着大量促炎因子的产生和释放，如IL-1β、IL-18等，进一步加剧了炎症反应。

此外，细胞焦亡还与自噬、线粒体损伤等过程密切相关。

二、细胞焦亡的研究进展近年来，随着细胞焦亡领域的研究深入，其在免疫细胞、炎症反应、线粒体损伤等方面的作用逐渐被揭示。

在免疫细胞方面，细胞焦亡对免疫细胞的活化、增殖和分化具有重要调节作用。

研究发现，细胞焦亡可以作为一种天然免疫应答机制，通过产生促炎因子，激活免疫细胞，进而发挥抗菌、抗病毒等防御作用。

在炎症反应方面，细胞焦亡在炎症的发生、发展和转归过程中发挥关键作用。

细胞焦亡不仅直接导致炎症反应，还可通过释放促炎因子进一步加剧炎症反应。

这些促炎因子可作用于邻近细胞，引发炎症级联反应，进而导致组织损伤和疾病发生。

在线粒体损伤方面，研究发现线粒体损伤可诱发细胞焦亡。

而细胞焦亡过程中产生的活性氧（ROS）又会对线粒体造成进一步损伤，形成恶性循环。

此外，一些药物、毒素等也可导致线粒体损伤，进而引发细胞焦亡。

三、结论细胞焦亡作为一种独特的细胞死亡方式，在免疫调节、炎症反应和线粒体损伤等方面具有重要作用。

近年来的研究进展揭示了细胞焦亡在这些领域的复杂机制和潜在作用。

然而，目前的研究仍存在一定不足，如对细胞焦亡的精确调控机制尚不清楚，以及在临床应用方面的研究仍较有限等。

未来，细胞焦亡的研究将有望进一步深入探究其具体调控机制，发掘其在疾病预防、诊断和治疗中的应用潜力。