细胞焦亡整体实验

1、提供细胞焦亡整体实验方案：客户根据课题标书及需做实验的主体内容，拟定并提供初步的项目方案，含课题申请书，实验方案，实验设计，实验思路，实验文献等与实验相关等内容和资料。或者由嘉美实验协助实验委托者完成细胞焦亡整体实验方案的设计。

2、项目评估报价：公司技术团队根据客户提供的相关资料，综合评估项目可行性，与客户共同确定准确的实验项目执行方案，给出准确的实验价格。嘉美实验协助设计的课题直接给出准确的报价。

3、签订服务协议：签署服务协议并预付部分费用，做好实验初步准备及项目预安排。

4、执行服务项目：正式启动实验进程，全面展开实验，确保项目有效执行。

5、沟通项目进展：及时沟通反馈实验的Newest进展，随时了解掌控实验的Newest动态。

6、完成项目交付：支付剩余尾款，交付实验结果，正确应用实验结果，提供售后服务。

 

一、细胞焦亡介绍
程序性细胞死亡(Programmed Cell Death, PCD)，是指细胞接受某种信号或受到某些因素刺激后，为了维持内环境稳定而发生的一种主动性消亡过程。凋亡、自噬、细胞程序性坏死、细胞焦亡都是是程序性死亡的表现形式。细胞焦亡（pyroptosis）是一种Z近发现的细胞程序性死亡方式，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活强烈的炎症反应。细胞焦亡是机体重要天然免疫反应，在拮抗感染和内源危险信号中发挥重要作用。相比于细胞凋亡（apoptosis），细胞焦亡发生的更快，依赖于半胱天冬酶-1(caspase-1)，并会伴随大量促炎症因子的释放。细胞焦亡的形态学特征、发生及调控机制等均不同于凋亡、坏死等其他细胞死亡方式。细胞焦亡本质上是由GSDMD（gasdermin D）蛋白介导的细胞炎性坏死，与多种病理生理过程紧密相关。一旦发生，GSDMD 蛋白的 N - 端高聚并与脂类结合，在细胞膜上形成孔洞，细胞逐渐膨胀至细胞破裂，大量细胞内含物如 IL-1β释放，激活强烈的炎症反应。细胞焦亡广泛参与感染性疾病、神经系统相关疾病和动脉粥样硬化性疾病等的发SF展，对细胞焦亡的深入研究有助于认识其在相关疾病发SF展和转归中的作用，为临床FZ提供新思路。细胞焦亡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。相比于细胞凋亡（apoptosis），细胞焦亡发生的更快，并会伴随着大量促炎症因子的释放。

细胞发生焦亡时，细胞会发生肿胀，在细胞破裂之前，细胞上形成凸出物（图A），之后细胞膜上形成孔隙，使细胞膜失去完整性，释放内容物，引起炎症反应，此时，细胞核位于细胞ZY（图B），随着形态学的改变，细胞核固缩，DNA断裂。
 

二、细胞焦亡信号通路
分为依赖Caspase-1的经典途径和依赖Caspase-4、5、11的非经典途径。

1、依赖Caspase-1的经典途径
在细菌，病毒等信号的刺激下，细胞内的模式识别受体作为感受器，识别这些信号，通过接头蛋白ASC与Caspase-1的前体结合，形成多蛋白复合物，使Caspase-1活化，活化的Caspase-1一方面切割Gasdermin D，形成含有Gasdermin D氮端活性域的肽段，诱导细胞膜穿孔，细胞破裂，释放内容物，引起炎症反应；另一方面，活化的Caspase-1对IL-1β和IL-18的前体进行切割，形成有活性的IL-1β和IL-18，并释放到胞外，募集炎症细胞聚集，扩大炎症反应。

2、依赖Caspase-4、5、11的非经典途径
在细菌等信号的刺激下，Caspase-4、5、11被活化，活化的Caspase-4、5、11切割Gasdermin D，形成含有Gasdermin D氮端活性域的肽段，一方面诱导细胞膜穿孔，细胞破裂，释放内容物，引起炎症反应；另一方面，诱导Caspase-1的活化，对IL-1β和IL-18的前体进行切割，形成有活性的IL-1β和IL-18，并释放到胞外，募集炎症细胞聚集，扩大炎症反应。

三、细胞焦亡的检测方法
1、形态变化
  1）扫描电镜观察细胞形态
  2）TUNEL染色
  3）免疫荧光染色（GSDMD/GSDME）

2、检测焦亡相关蛋白
  1）q-PCR/Western Blot方法检测焦亡相关基因或蛋白的表达水平（例如，Caspase-1、4、5、11；GSDMD ; CleavedCASP-3等）
 

  2）ELISA试剂盒检测IL-1β、IL-18等炎症因子的水平
  3）MTT法测定细胞活力

四、细胞焦亡的研究领域
细胞焦亡是机体重要的免疫反应，在拮抗感染和内源性危险信号中发挥重要作用。广泛参与肿瘤、感染性疾病、代谢性疾病、神经系统相关疾病和动脉粥样硬化性疾病等的发SF展。
1、细胞焦亡与感染性疾病
在病原体感染时，适度的细胞焦亡可清除致病微生物，而过度的细胞焦亡在导致细胞死亡的同时，释放炎症因子，扩大炎症反应，造成发热，低血压、败血症等症状。以败血症为例，败血症是由致病菌侵入血液系统，并在其中生长繁殖，产生毒素，引起全身性感染，Newest研究表明，细胞自噬相关基因Atg7沉默后，可激活细胞焦亡途径。

2、细胞焦亡与代谢性疾病
因代谢障碍或代谢旺盛等原因引起的疾病称为代谢性疾病，常见的有糖尿病、痛风、糖尿病性心肌病等。以糖尿病性心肌病为例，由心肌细胞死亡引起，Newest的研究显示高血糖可以造成活性氧的产生增加，进而上调NF-κB和TXNIP，NF-κB又可以上调NLRP3、IL-1β前体以及IL-18前体的表达；TXNIP通过改变NLRP3的结构激活Caspase-1，活化的Caspase-1一方面切割Gasdermin D，形成含有Gasdermin D氮端活性域的肽段，诱导心肌细胞膜穿孔、破裂，释放内容物，引起炎症反应；另一方面，活化的Caspase-1对IL-1β和IL-18的前体进行切割，形成有活性的IL-1β和IL-18，并释放到胞外，募集炎症细胞聚集，扩大炎症反应。

3、细胞焦亡与神经系统疾病
神经系统疾病包括脑损伤，癫痫等。以癫痫为例，研究发现，癫痫发作可通过钾离子外流等途径激活NLRP1炎症体，进而激活依赖Caspase-1的焦亡途径，导致癫痫进一步发展。
 

4、细胞焦亡与动脉粥样硬化
在动脉粥样硬化的发展中，炎症被认为是启动和驱动动脉粥样硬化的主要因素。在高血脂、氧化修饰的低密度脂蛋白等几次下，激活Caspase-1，介导血管内皮细胞、巨噬细胞、血管平滑肌细胞的焦亡与炎症反应，导致血管扩张功能障碍、坏死ZX的形成，粥样硬化斑块的稳定，造成动脉粥样硬化。
 

5、细胞焦亡与肿瘤
研究发现，在ROS及细胞毒素的作用下，JNK激酶被激活并转移到细胞核内，促进焦亡相关基因的表达，启动焦亡的形成，控制肿瘤的发展。
 

五、各种程序化坏死包括细胞焦亡的区别