花样程序性细胞死亡,T细胞焦亡为哪般?

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今天跟大家聊聊细胞程序性死亡研究中的热点——细胞焦亡。
 
程序性细胞死亡(Programmed Cell Death, PCD)是细胞在接收某种信号或受到某些刺激后,为了维持机体内环境稳态,而发生的一种主动性细胞消亡过程。根据其发生机制的不同可以分为凋亡、自噬、坏死、胀亡和焦亡等形式,可谓细胞的花样死亡。在众多的花样程序性细胞死亡中,细胞焦亡(Pyrotosis)是最新发现的一种炎症性细胞死亡方式,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。
 
今天要给大家分享的是一篇今年8月底发表在“EMBO J.”(IF=9.889)上的研究T细胞焦亡的文章“CARD8 inflammasome activation triggers pyroptosis in human T cells”,文章通过追踪溯源的研究发现静息状态下的T细胞通过CARD8-caspase-1-GSDMD轴介导细胞焦亡。

文章背景:
好吧,这个背景有点长,Linlin看的是有点眼花缭乱(这个成语应该没有用错地方吧,如果用错了,那语文老师对不起了,鞠躬~),总之就是作者通过大量的篇幅来介绍目前已知的各种炎症小体以及它们介导的细胞焦亡的具体作用机制,并提出先前的研究已经表明炎症小体在T细胞生物学中发挥一定的作用,但具体有哪些作用需要进一步探讨,所以,本文就是围绕了T细胞中炎症小体的作用来展开的。
 
研究内容:
1. VbP触发原代T细胞裂解死亡
为确定炎症小体是否在T细胞中参与作用,作者从外周血中分离了原代和记忆CD4、CD8 T细胞及巨噬细胞(MDM)(巨噬细胞主要作为对照啦),并对这些细胞进行了不同的刺激处理,以激活起不同的炎症小体反应(那么多的炎症小体,具体哪个在T细胞中行使作用真不好确定,那就每个都检测下吧),并通过LDH细胞毒性及上清液中 IL-1β、 IL18的检测来评估细胞焦亡情况,结果显示VbP(DPP抑制剂)处理导致原代T细胞的LDH大量释放,但在所有的刺激下,T细胞中均未观察到IL-1β或IL18的释放(没有检测到促炎因子,就不好确定发生了细胞焦亡),上述结果提示VbP促进了T细胞的裂解死亡,但是否为焦亡,有待进一步确定。

2. VbP处理引发T细胞焦亡
为确定VbP促发的细胞死亡为焦亡,作者通过核DNA PI染色进行了活细胞成像分析,并利用免疫印迹分析细胞焦亡过程中Caspase-1及底物GSDMD的降解情况(Caspase-1和GSDMD均是细胞焦亡过程中已明确的物质,因此对它们的检测也是能进一步确定细胞焦亡),结果均表明T细胞在VbP处理后出现的细胞死亡为细胞焦亡。

3. CARD8炎性小体在人类T细胞中发挥作用
在确定T细胞可以发生细胞焦亡后,接下来就需要确定在此过程中是哪一类炎症小体介导了这一作用。基于已有的研究成果以及公共数据库中的数据,分析发现T细胞中的CARD8和NLRP1最有可能参与其中。通过CRISPR/Cas9技术(这一技术,我们之前有专门介绍哦,还有不了解的同学请根据关键词搜索该公众号文章)敲除细胞中的各类炎症小体,随后利用VbP处理细胞,检测T细胞焦亡情况,结果显示T细胞是以独立于ASC的方式利用炎症小体CARD8触发焦亡的。

4. 上游DPP9抑制CARD8的作用
已知VbP通过抑制多种DPP促进细胞焦亡,那么在T细胞焦亡过程中,具体是哪一种DPP影响了细胞焦亡呢。为确定具体的DPP,作者利用了CRISPR/Cas9技术敲除原代T细胞中的DPP8和DPP9,通过深度测序检测目标基因座上野生型或InDel突变的丰度,确定DPP9作为上游物质参与调控T细胞中CARD8介导的细胞焦亡(炎症小体介导的下游焦亡机制可以说是公开化的,因此文章没有用大篇幅去研究下游机制,而是对上游进行了分析)。 

5. TCR激活可抑制T细胞焦亡
最后,作者基于之前的实验研究结果,在本项目中进行了扩展研究,发现活化状态的T细胞会抑制T细胞焦亡,只有静息状态下,CARD8才能促发T细胞焦亡。

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