上个月，Lily在与客户交流课题设计的时候，客户说想做一下有关细胞焦亡（细胞死亡类型中其中一种程序性死亡方式）的研究，Lily立马傻眼，回来之后就开始各种恶补。
到底细胞焦亡（Pyroptosis）是个什么鬼？它与Apoptosis又有什么关系捏？是不是各位童鞋也跟小编有同样的疑问捏？不急，且听Lily细细道来哈……
由来
年法国巴斯德研究所首次观察到细胞焦亡现象，年华盛顿大学学者把它命名为Pyroptosis，pyro来源于希腊语，意为“火”，借指这种细胞死亡方式能促进炎症反应。
概念：
细胞焦亡(Pyroptosis)：又称细胞炎性坏死是一种程序性细胞死亡方式，其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发强烈的炎症反应。细胞焦亡是一种不同于细胞凋亡和细胞坏死的细胞死亡机制，但有研究表明它在形态上同时具有凋亡和坏死的特征。
细胞焦亡被认为由两种含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶（caspase）介导，包括caspase-1和caspase-4/5/11，长期以来科学界一直在努力探索caspase-1/4/5/11活化引发细胞焦亡的机制。其中caspase-1早在上世纪90年代初就被科学家们发现，它主要接收来自天然免疫系统在感知各种不同病原体后发出的多种指令；而caspase-4则通过直接识别细菌内毒素分子，专门负责感知病原细菌的感染，是控制内毒素休克和细菌败血症等严重疾病发生的关键因子。
焦亡
（Pyroptosis）
凋亡
（Apotosis）
坏死
（Necrosis）
机制
基因调控的程序化（programmed）细胞死亡，主动进行（病理性自杀）
基因调控的程序化（programmed）细胞死亡，主动进行（生理性自杀）
意外事故性（accident）细胞死亡，被动进行（他杀性）
诱因
病理性刺激因子诱导发生
生理性或轻微病理性刺激因子诱导发生，如生长因子缺乏
病理性刺激因子诱导发生，如缺氧、感染、中毒
信号通路
Caspase-1/4/5/11
Caspase-3/6/7
无caspase
死亡范围
多为散在的单个细胞
多为散在的单个细胞
多为聚集的大片细胞
形态特征
细胞核浓缩，染色质DNA断裂，细胞膜有1-2nm的小孔形成，细胞内离子平衡丧失，水分内流，细胞肿胀继而膜破裂，细胞发生渗透性溶解
细胞固缩，核染色质边集，细胞膜及各细胞器膜完整，膜可发泡成芽，形成凋亡小体
细胞肿胀，核染色质絮状或边集，细胞膜及各细胞器膜溶解破坏，溶酶体酶释放，细胞自溶
周围反应
引起周围组织炎症反应
不引起周围组织炎症反应和修复再生，但凋亡小体可被邻近细胞吞噬
引起周围组织炎症反应和修复再生
7-AADPI染色
阳性
阴性
阳性
细胞焦亡机制
研究人员相继证实在人体和小鼠体内存在着经典焦亡途径和非经典焦亡途径两种焦亡方式，细胞在受到不同的刺激时会通过不同的通路启动焦亡进程，广泛地参与到疾病的发生发展中。
经典的细胞焦亡途径：
NLRP3、NLRC4、AIM2、Pyrin等炎症小体被激活后将活化并裂解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端与C端，N端促使细胞膜穿孔、细胞死亡；同时Caspase-1还可以处理pro-IL-1β形成有活性的IL-1β，释放到细胞外扩大炎症反应。NLRP1炎症小体同样介导经典焦亡途径，但GSDMD蛋白是否参与依赖NLRP1炎症小体的经典焦亡途径尚不得知。
说到依赖caspase-1的炎症小体通过裂解GSDMD蛋白导致细胞焦亡，就不得不提年发表在Nature上的一篇论文。Shi团队通过CRISPR/CAS9全基因组敲除技术获得了GSDMD缺陷小鼠(GSDMD?/?)后，进一步实验发现在GSDMD?/?小鼠身上由NLRC4、NLRP3及AIM2炎症小体所介导的经典焦亡进程均无法启动。然而Kayagaki团队发现用ATP或鞭毛蛋白激活经典焦亡途径后的8~16h内，野生型和GSDMD?/?巨噬细胞的病死率没有明显差别。上述结果表明GSDMD虽然可能是Caspase-1的下游靶标并参与到经典焦亡途径中，但可能不是介导依赖Caspase-1经典焦亡的必需分子，或者依赖Caspase-1的经典焦亡存在多条焦亡途径，GSDMD仅参与其中一条。因此介导经典焦亡途径的关键分子及具体机制仍有待研究。
非经典细胞焦亡途径
LPS可以直接与Capase-4/5/11结合，一方面，活化的Caspase-4/5/11可以裂解GSDMD蛋白，GSDMD蛋白N端既可以介导细胞膜溶解与细胞焦亡，还可以激活NLRP3炎症小体来活化Caspase-1，最终产生IL-1β并外释；另一方面，活化的Caspase-4/5/11激活通道Pannexin-1，释放ATP以开放胞膜通道P2X7，使细胞膜形成小孔诱导细胞焦亡，激活的Pannexin-1还通过外释K+激活NLRP3炎症小体，最终产生IL-1β并外释。
细胞焦亡的研究意义：
通过NSCF查询发现，国自然有关“细胞焦亡”的立项从年的1项增加至年的17项，说明细胞焦亡正逐渐被科研工作者们所常见白癜风的治疗方法白癜风在哪家医院治疗最好
