廈大韓家淮院士揭示細(xì)胞死亡新機(jī)制

日期：2016-09-05 09:20:05

細(xì)胞死亡是一個(gè)重要的生命過(guò)程，在整個(gè)機(jī)體的生長(zhǎng)和發(fā)育中起到了基礎(chǔ)性的作用。細(xì)胞死亡的機(jī)制研究一直是生命科學(xué)領(lǐng)域的熱門(mén)方向。

廈門(mén)大學(xué)的研究人員八月三十日在Cell Research雜志上發(fā)表文章，揭示了兩種程序性細(xì)胞死亡在形態(tài)和機(jī)制上的異同。這篇文章的通訊作者是廈門(mén)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的韓家淮（Jiahuai Han）院士。韓家淮教授是先天性免疫信號(hào)傳導(dǎo)領(lǐng)域的世界知名學(xué)者，在世界上率先發(fā)現(xiàn)p38信號(hào)通路，并在該領(lǐng)域一直保持世界領(lǐng)先地位。

細(xì)胞壞死 (Necroptosis)和細(xì)胞焦亡 (Pyroptosis)都屬于程序性細(xì)胞死亡，質(zhì)膜破裂是它們的一個(gè)共同特征。研究人員發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞壞死與細(xì)胞焦亡的質(zhì)膜破裂機(jī)制并不相同。在細(xì)胞焦亡中質(zhì)膜起泡并形成類(lèi)似凋亡小體的細(xì)胞突起（稱(chēng)為焦亡小體），然后才發(fā)生質(zhì)膜破裂。細(xì)胞壞死的質(zhì)膜破裂更像是爆炸，而細(xì)胞焦亡的質(zhì)膜破裂使細(xì)胞變扁。

細(xì)胞壞死是由質(zhì)膜中的MLKL寡聚體介導(dǎo)，細(xì)胞焦亡則是由caspase切割后的GSDMD介導(dǎo)。研究顯示，caspase切割后的N端GSDMD（GSDMD-N）也會(huì)形成寡聚體，隨后遷移到質(zhì)膜去殺死細(xì)胞。MLKL和GSDMD-N都是親脂性的，它們的N端序列對(duì)于寡聚化和膜轉(zhuǎn)位很重要。

進(jìn)一步研究表明，MLKL在質(zhì)膜上形成通道，誘導(dǎo)特定離子流入細(xì)胞，最終使細(xì)胞膨脹并爆炸。與此不同的是，GSDMD-N會(huì)形成非選擇性的孔，而且不依靠滲透壓來(lái)瓦解細(xì)胞。這項(xiàng)研究揭示了GSDMD和MLKL的作用機(jī)制，向人們展示了細(xì)胞壞死和細(xì)胞焦亡造成質(zhì)膜破裂的不同途徑。

去年韓家淮教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)證實(shí)，Gasdermin D是細(xì)胞焦亡（或細(xì)胞炎性壞死）的執(zhí)行者，是白介素-1β（IL-1β）分泌的必要條件。這一重要的研究發(fā)現(xiàn)發(fā)布在11月27日的《細(xì)胞研究》（Cell Research）雜志上。

孔子曰：“未知生，焉知死”，生死之事是人類(lèi)的一個(gè)永恒的話(huà)題。對(duì)于細(xì)胞來(lái)說(shuō)，生死之間的平衡也是非常重要的。通常涉及細(xì)胞生死的基因都是專(zhuān)用的，不過(guò)科學(xué)家們逐漸發(fā)現(xiàn)，RIPK1（receptor interacting protein kinase 1）既能促進(jìn)細(xì)胞死亡，又能支持細(xì)胞的生存。Cell、Nature等雜志陸續(xù)發(fā)表的多篇文章表明，蛋白RIPK1是操控著細(xì)胞生與死的重要因子。

鐵死亡（ferroptosis）是一種新發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞死亡模式，在形態(tài)學(xué)、生物化學(xué)和遺傳學(xué)等方面與凋亡、壞死和自噬有較大差別。2014年Nature Cell Biology雜志發(fā)表的一項(xiàng)研究指出，鐵死亡通路其實(shí)與許多病理學(xué)過(guò)程有關(guān)。舉例來(lái)說(shuō)，鐵死亡調(diào)節(jié)酶Gpx4的缺失，會(huì)使腎小管上皮細(xì)胞出現(xiàn)高水平的鐵死亡，最終導(dǎo)致急性腎功能衰竭。