Cell：细胞焦亡通过细胞外囊泡传播，诱导旁观者细胞焦亡

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作者：王聪来源：生物世界

2025-02-18

2025年1月23日，康涅狄格大学健康医学院研究人员在 Cell 发表论文，证实细胞焦亡可通过细胞外囊泡在细胞间传播及相关机制。

gasdermin（GSDM）介导的细胞焦亡（Pyroptosis）在感染和炎症中发挥着至关重要的作用。细胞焦亡触发炎症分子的释放，包括损伤相关分子模式（DAMP）。细胞焦亡（Pyroptosis）是一种由gasdermin（GSDM）驱动的炎性细胞死亡。

在典型的细胞焦亡过程中，由炎性小体激活的 caspase-1 以及 caspase-11/4 会切割 GSDMD，从而将形成孔道的 N 端（GSDMD-NT）与具有自身抑制作用的 C 端结构域分离开来。GSDMD-N 在质膜上组装成孔，通过损伤相关分子模式（DAMP）和 NINJ1 导致细胞裂解，并释放 IL-1β、IL-18。

在炎性小体反应中，IL-1β 和 IL-18 已经得到了广泛研究。细胞焦亡正逐渐成为一种同样关键的效应反应，在健康和疾病中发挥着至关重要的作用。虽然最佳的细胞焦亡有助于抗微生物和抗肿瘤免疫，但过度的细胞焦亡总是会引发不必要的炎症，并带来致命后果。此外，通常不具备基于炎性小体的病原体感知能力的细胞的广泛死亡与脓毒症中的免疫病理学有关。然而，旁观者死亡背后的机制在很大程度上仍不清楚。同样，与疾病发病机制相关的细胞焦亡的全部后果，我们也仍然知之甚少。

2025 年 1 月 23 日，康涅狄格大学健康医学院的研究人员在国际顶尖学术期刊 Cell 上发表了题为：Transplantation of gasdermin pores by extracellular vesicles propagates pyroptosis to bystander cell 的研究论文。

该研究证实了细胞之间存在着细胞焦亡的传播，焦亡细胞通过分泌携带 GSDMD 孔的细胞外囊泡（EV），并将 GSDMD 孔移植到旁观者细胞，造成旁观者细胞的焦亡。

这项研究揭示了细胞焦亡通过细胞外囊泡在细胞间传播，拓展了细胞焦亡的病理影响。

由 GSDM 介导的细胞焦亡在感染和炎症中发挥着关键作用。细胞焦亡会引发炎症分子的释放，其中包括损伤相关分子模式（DAMP）。然而，细胞焦亡所导致的后果，尤其是超出 IL-1 细胞因子和损伤相关分子模式（DAMP）之外的那些后果，目前尚不明确。

在这项新研究中，研究团队证实，细胞焦亡能够从濒死细胞向旁观者细胞进行细胞间传播。研究团队发现，由焦亡细胞释放的细胞外囊泡（EV）是细胞裂解性死亡向未感染细胞传播的媒介，可促进炎症反应。

DNA-PAINT 超分辨率和免疫电子显微镜技术揭示了由焦亡细胞释放的细胞外囊泡（EV）上存在 GSDMD 孔结构。重要的是，焦亡的细胞外囊泡能够将 GSDMD 膜孔移植到旁观者细胞的质膜上并导致其死亡。

该研究的核心发现：

细胞焦亡在体外、体内均可发生细胞间传播；
焦亡细胞释放的细胞外囊泡（EV）驱动旁观者细胞死亡；
DNA-PAINT 超分辨率显微镜显示焦亡 EV 上存在 GSDMD 孔；
焦亡 EV 将 GSDMD 孔移植到旁效应细胞上，从而传播细胞焦亡。

细胞的焦亡。