细胞焦亡

焦亡是一种程序性坏死细胞死亡，在存在病原体相关的分子模式（PAMP）或细胞衍生的损伤相关的分子模式（DAMP）的情况下，细菌、病毒、真菌和原生动物的细胞内感染会激活焦亡。它通常在先天免疫系统的细胞（例如单核细胞、巨噬细胞和树突状细胞）中被诱导。焦亡通常是病原体感染后可能触发的主要细胞死亡方式，人们认为当 caspase 酶无法获得时，其他类型的细胞死亡（如坏死性凋亡）会作为继发过程发生。发生焦亡的细胞显示出诸如细胞肿胀、膜起泡、DNA 断裂和最终细胞裂解等特征。但是，细胞核通常保持完整，这与凋亡和坏死性凋亡中观察到的细胞核破坏现象不同。

经典通路

焦亡经典通路通常被描述为通过两步过程发生。在第一个“启动信号”步骤中，激活 NF-kB 以诱导多种蛋白质的表达，这些蛋白质将成为所谓的炎性小体的复合体的一部分。炎性小体通常包含一个胞质模式识别受体（PRR；例如 AIM2 或 AIM2 样家族成员）、一个接头蛋白（例如 ASC/TMS1）和促 caspase-1。通过检测 NLRP3 和可视化 ASC 斑点来分析炎性小体的激活是监测焦亡的另一种有用技术。

在第二个激活步骤中，caspase-1 在裂解 gasdermin D 和细胞因子，促 IL-1β 和促 IL-18前被蛋白水解激活，产生其促炎症形式 IL1β 和 IL18，这些是由死亡细胞分泌的。这些重要细胞因子的可视化可以通过使用特异性抗体来实现。重要的是，caspase-1 还可切割关键蛋白 gasdermin D（GSDMD）的氨基末端片段，使其寡聚并在细胞膜上形成孔。这会导致细胞因子分泌、进水和最终的细胞破裂。

  非经典通路

另外通过细胞内检测革兰氏阴性细菌 LPS 的非经典通路来诱导焦亡，从而激活 caspase-4、5和/或 11（小鼠）以切割 GSDMD。由于 GSDMD 在经典和非经典通路中均被切割，因此监测 GSDMD 的切割和易位是识别焦亡的重要部分。

  疾病研究中的焦亡

研究焦亡的机制可能会为癌症、自身免疫性疾病、神经退行性疾病等带来治疗益处。有研究证明 ω-3 脂肪酸在三阴性乳腺癌细胞中能激活焦亡，表明焦亡具有介导癌症的潜力；然而其机制仍有待阐明。在炎性肠病中，炎症小体激活和 caspase 诱导表明存在焦亡，这可能也是开发新型治疗药物的有前景的研究方向。

  细胞焦亡的研究方法

（1） GSDMD的切割 （Western检测）；

（2） Caspase的激活，主要是Caspase-1，Caspase-4，Caspase-5，Caspase-11。（Western检测）；

（3） IL-1β和IL-18前体的切割成熟和释放 （Western，ELISA等）；

（4）细胞形态学检测（CCK-8等）；

（5）染色质完整性检测 （Tunel等）。