細胞焦亡和急性腎損傷
細胞焦亡(Pyroptosis)是一種以促炎性為特點的細胞程序性死亡方式。研究表明細胞焦亡廣泛參與到多種疾病的發(fā)生發(fā)展中，并發(fā)揮重要作用。對于細胞焦亡的深入探索有助于認識及開發(fā)其在在相關疾病中的臨床應用潛能。這里，小編和大家分享一篇關于細胞焦亡和急性腎損傷的文獻，領略下這種新穎的細胞死亡方式的精彩。
技術路線：
結果：
1. 順鉑和局部缺血再灌注(I / R)誘導的急性腎損傷(AKI)小鼠中Caspase-11和尿IL-18水平升高
順鉑處理或I / R處理的小鼠腎臟中檢查caspase-11的表達增加，caspase-11主要分布在2只AKI小鼠的初級近端小管細胞(PTC)中。尿IL-18水平在順鉑或I / R處理后也明顯增加。
2.敲除caspase-11可減輕腎功能不全、腎小管損傷和尿IL-18排泄
Casp-11 – / –小鼠順鉑處理第2天和第3天后血清BUN和肌酸酐被抑制。組織學分析表明順鉑引起的腎小管擴張、刷緣缺失、鑄型形成、細管中的細胞裂解在Casp-11 – / –小鼠明顯得到改善。Casp-11 – / –小鼠中尿IL-18的水平被顯著抑制。
3. AKI小鼠中caspase-11的缺失抑制巨噬細胞和嗜中性粒細胞的浸潤
巨噬細胞和中性粒細胞的浸潤在順鉑誘導3天后顯著增加。而在Casp-11 – / –小鼠中，這種浸潤減少50％以上。
4.Caspase-11促進順鉑處理或低氧-復氧處理后原代PTC中IL-18的釋放
接下來研究原代PTC中caspase-11的效應。順鉑或缺氧復氧處理后caspase-11的表達明顯增加。caspase-11的同源性分子caspase-4的表達也增加。順鉑或缺氧復氧處理PTC后培養(yǎng)液中IL-18的含量增加，這種增加可以被caspase-11小干擾RNA抑制。
5.Caspase-11促進體內(nèi)和體外GSDMD的裂解
GSDMD已被確定為caspasae-11的特定底物和細胞焦亡的分子標志物。研究AKI小鼠GSDMD的裂解。在順鉑處理后的小鼠腎皮質(zhì)中可看到GSDMD的31kD N端（GSDMD-N）,Caspase-11的缺乏抑GSDMD-N的水平。在體外，caspase-11的過表達明顯促進原代PTC中GSDMD的裂解，敲除 caspase-11減少順鉑治療后GSDMD的裂解。這些結果表明caspase-11促進了順鉑處理后PTC的GSDMD裂解。
6.Caspase-11促進PTCs中GSDMD-N易位到質(zhì)膜和細胞焦亡
GSDMD-N易位到質(zhì)膜是細胞焦亡的標志。Flag或HA主要分布在細胞質(zhì)中。當用caspase-11-Flag和GSDMD-N-Flag質(zhì)粒轉(zhuǎn)染原代PTC，在質(zhì)膜觀察到富集的Flag染色，表明GSDMD可能從細胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到質(zhì)膜。高劑量順鉑（100 mM）誘導的壞死細胞表現(xiàn)出腫脹和細胞體爆炸，細胞變圓且膨脹。過表達caspase-11的細胞形成一個煎蛋狀，其核位于中間。細胞粘附在培養(yǎng)表面并形成小突起物。這些表明caspase-11促進GSDMD在質(zhì)膜上的移位并引發(fā)PTC焦亡。
7.GSDMD介導順鉑誘導PTC的IL-18釋放
在GSDMD-KO細胞中未檢測到GSDMD的表達，順鉑處理后，培養(yǎng)基中IL-18的釋放增加，IL-18的mRNA水平?jīng)]改變。順鉑處理后GSDMD-KO細胞PI染色減少了約50％。
8.GSDMD的裂解在用順鉑或I / R處理的小鼠中增加
在順鉑或I / R處理小鼠的腎皮質(zhì)中，GSDMD-N的裂解增多。GSDMD主要分布在腎小管細胞中，順鉑或I / R治療后GSDMD的表達增加。在GSDMD – / –小鼠中，順鉑治療后未在腎臟中未檢測到GSDMD。
9.GSDMD促進順鉑處理后小鼠體內(nèi)的腎小管損傷和免疫細胞浸潤
順鉑處理第2天和第3天后，GSDMD – / –小鼠血清BUN和肌酸酐降低。順鉑引起的腎小管擴張、刷緣丟失、管型形成和小管中的細胞裂解在GSDMD – / –小鼠中也有所改善。巨噬細胞和中性粒細胞在順鉑處理3天后顯著增加。GSDMD – / –小鼠的免疫細胞浸潤減少了50％以上。
10.GSDMD的敲除抑制了順鉑處理后尿IL-18的排泄
在GSDMD – / –小鼠中，未檢測到GSDMD的表達，且caspase-11的水平在WT和GSDMD– / –鼠之間沒有變化。順鉑處理后GSDMD– / –鼠尿液IL-18 – / –水平被抑制。
總結：
順鉑或局部缺血誘導的AKI小鼠中，GSDMD裂解觸發(fā)腎小管上皮細胞焦亡。caspase-11 / GSDMD依賴性小管細胞焦亡可能是預防AKI中腎小管上皮細胞損傷和腎功能惡化的一個重要靶標。