细胞死亡概述
细胞死亡的机制和类型
细胞的死亡方式可有多种,取决于细胞背景和触发刺激物。
细胞死亡类型
细胞死亡机制包括:
- 凋亡 - 在生长和发育期间发生的程序性细胞死亡,也可能发生于有害环境刺激的反应中。
- 坏死 - 可以是被动或主动的调节过程,例如坏死性凋亡或细胞焦亡。
可以使用不同的测定来确定细胞死亡机制或排除细胞群中细胞死亡机制。
凋亡
细胞凋亡是程序性细胞死亡的高度调控形式,在多细胞生物发育过程中、整个生命周期以及对细胞应激作出反应时可发生细胞凋亡。细胞凋亡由称为 caspase 的“蛋白水解酶”家族介导。其他蛋白(包括促凋亡和抗凋亡蛋白)也扮演重要角色。
在多种疾病状态(包括自身免疫性疾病、神经退行性疾病和癌症)下发生细胞凋亡失调。
细胞凋亡是由 caspase 和许多其他蛋白质介导的程序性细胞死亡的一种形式。
凋亡调节:相互作用通路>>如何检测凋亡
可以通过某些蛋白质的表型变化和活性区分凋亡细胞与活细胞。可以使用几种不同的方法来分析和测量人群中的细胞凋亡水平。这些测定包括:
测定法
测量内容
检测细胞凋亡早期脂质双层的变化
测定法
TUNEL 试剂盒
DNA 片段化是凋亡的标志
测量内容
测定法
caspase 裂解
测量内容
caspase-3 剪切、caspase 活性测定和其他 caspase 剪切和 PARP 常用于凋亡的读出
测定法
染色质凝聚
测量内容
使用核染料(例如 DAPI 或 Hoechst 33342)染色后,可检测出染色质发生凝集的凋亡细胞。
测定法
细胞色素 c 释放
测量内容
细胞色素 c 从线粒体转位到细胞质是凋亡细胞的标志特征
测定法
测量内容
去极化和随后线粒体膜电位的降低是凋亡细胞的标志性特征
坏死
坏死是一类非程序性细胞死亡,其发生在急性损伤或感染后或细胞凋亡受到抑制时,并以细胞肿胀和溶解为特征。坏死细胞将细胞内内容物释放到周围环境中,从而激活炎症反应以募集吞噬细胞清除死细胞。但是,不受控制的坏死会导致严重的组织损伤,例如坏疽。
虽然以前认为坏死是被动的和非程序性的,但最近的数据揭示了不同类型的受调控坏死通路。
受调控坏死的类型
除坏死外,其他溶解细胞死亡机制包括:
- 坏死性凋亡 - 需要 RIP3 和 MLKL 的程序性调节坏死形式,由促炎性信号转导以及缺血性损伤和病毒感染激活。
- 细胞焦亡 - 是一种程序性裂解型细胞死亡,通常发生在免疫细胞中,作为对微生物或病毒感染的应答,需要 caspase-1 和 gasdermin-D
如何测量坏死性凋亡:
坏死性凋亡标记物
坏死性凋亡标记物描述
可调节炎症和细胞死亡的 Ser/苏氨酸激酶
坏死性凋亡标记物
坏死性凋亡标记物描述
坏死性凋亡所需的 Ser/苏氨酸激酶
坏死性凋亡标记物
坏死性凋亡标记物描述
激活的 RIP 结合 RIP3,以触发坏死性凋亡
坏死性凋亡标记物
坏死性凋亡标记物描述
RIP3 的激活会导致 MLKL 磷酸化
坏死性凋亡标记物
坏死性凋亡标记物描述
RIP3 下游蛋白靶标
坏死性凋亡标记物
坏死性凋亡标记物描述
MLKL 的磷酸化可导致孔形成,也是坏死细胞的标记物
如何测量细胞焦亡:
细胞焦亡标记物
炎性体形成
细胞焦亡标记物描述
细胞焦亡标记物
Caspase-1 活性
细胞焦亡标记物描述
剪切的 caspase-1 是其活性的标记物。活化的 caspase-1 可剪切 IL-1β 和 gasdermin D
细胞焦亡标记物
Gasdermin 剪切
细胞焦亡标记物描述
细胞焦亡期间发生 gasdermin-D 剪切,从而导致孔形成。
如何评估坏死:
坏死标记物
坏死标记物描述
在坏死期间释放到胞外环境中的核蛋白,而不是细胞凋亡、细胞死亡
坏死标记物
坏死标记物描述
坏死性细胞死亡期间释放到胞外空间中的胞质酶
坏死标记物
坏死标记物描述
坏死期间释放的促炎性细胞因子