細(xì)胞死亡作為一種重要的生理過程,一直都是生命科學(xué)研究的熱點(diǎn)。AbMole向您介紹幾種重要的細(xì)胞死亡形式(細(xì)胞鐵死亡、泛凋亡、銅死亡、雙硫死亡、細(xì)胞套亡、興奮性毒性、細(xì)胞焦亡和凋亡),及相應(yīng)的熱門抑制劑/誘導(dǎo)劑。
類型 | 形態(tài)特征 | 關(guān)鍵分子 |
鐵死亡 | 線粒體膜密度增高、線粒體變小、線粒體嵴縮小或消失、外膜破裂 | Fe2+、LOXs、HSPB1、Nrf2 GPX4、NOX、 P53、Ferrostatin-1 |
泛凋亡 | 細(xì)胞質(zhì)腫脹、膜破裂、染色質(zhì)固縮、DNA 片段化、凋亡小體形成 | Caspase-1、Caspase-3、Caspase-7、Caspase-8、AIM2/Pyrin/NLRP3、PARP、Bax/Bcl、RIPK1、RIPK3、ZBP1 |
銅死亡 | 線粒體的收縮、細(xì)胞膜的破裂、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)損傷以及 染色質(zhì)破裂 | FDX1、DLAT、 DLST、HSP70、LIAS、Fe-S Cluster、ATP7A/B、SLC31A1 |
雙硫死亡 | 細(xì)胞體積縮小、核皺縮、細(xì)胞膜表面形成泡狀結(jié)構(gòu)、 肌動(dòng)蛋白絲聚集 | SLC7A11、GLUT1、GLUT3、LDHA、NADPH |
細(xì)胞套亡 | Cell-in-cell結(jié)構(gòu) | RhoA、ROCKI/II、E-cadherin、α-catenin、actomyosin、LC3、ATGs |
興奮性毒性 | 神經(jīng)元皺縮,神經(jīng)核有染色質(zhì)團(tuán)塊,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體擴(kuò)張,嵴受損 | Ca2+、Glu、Na+、Cl-、ROS、Calpain、NMDAR |
細(xì)胞焦亡 | 細(xì)胞腫脹、焦亡小體形成、細(xì)胞膜破裂,胞質(zhì)外流 | Caspase-1、Inflammasome、 Gasdermins、 IL-1β和 IL-18 |
細(xì)胞凋亡 | 凋亡小體形成、細(xì)胞萎縮、染色質(zhì)固縮、核破碎、DNA 斷裂 | 外源性途徑:Fas、FASL、FASR、TNF-α、TNFR1/2、FADD、Caspase-8/10和Caspase-3/6/7 |
內(nèi)源性途徑:Bcl2、Apaf-1、Cyt C、 Caspase-9和Caspase-3/6/7 | ||
Caspase非依賴性細(xì)胞凋亡信號(hào)途徑:BNIP3、AIF、EndoG、ARPP |
鐵死亡(Ferroptosis)
鐵死亡是一種非凋亡程序性細(xì)胞死亡形式,主要由鐵超載和脂質(zhì)過氧化導(dǎo)致的過度氧化損傷以及抗氧化防御系統(tǒng)(包括系統(tǒng)XC(Systerm XC)/谷胱甘肽(GSH)/谷胱甘肽過氧化物酶 4(GPX4)途徑和 GPX4 非依賴途徑)受損引發(fā),其特點(diǎn)為鐵依賴性脂質(zhì)活性氧(ROS)積累和膜多不飽和脂肪酸磷脂(PUFA-PLs)過氧化。
鐵死亡相關(guān)產(chǎn)品推薦
目錄號(hào) | 產(chǎn)品名稱 |
M13544 | Ammonium iron(III) citrate |
M5473 | Butylhydroxyanisole |
M2223 | Cisplatin |
M4879 | Cycloheximide |
M5558 | Deferoxamine mesylate |
M2679 | Erastin |
M21708 | Erastin2 |
M2698 | Ferrostatin-1 |
M6731 | FIN56 |
M11314 | iFSP1 |
M3865 | L-Buthionine-sulfoximine |
M45392 | MMRi62 |
M43932 | N6F11 |
M29297 | PKUMDL-LC-101-D04 |
M9060 | RSL3 |
M2076 | SP600125 |
M11044 | SRS16-86 |
M2197 | Sulfasalazine |
M18992 | Trigonelline |
M10626 | UAMC-3203 |
泛凋亡(PANoptosome)
泛凋亡是一種炎癥性程序性細(xì)胞死亡(PCD)途徑,由特定的誘因激活并受泛凋亡小體的調(diào)控,具有細(xì)胞焦亡(P)、細(xì)胞凋亡(A)和/或細(xì)胞壞死(N)的主要特征。一旦泛凋亡被激活,僅阻斷這些細(xì)胞死亡途徑中的任何一種形式都不能有效阻止泛凋亡的進(jìn)展。
泛凋亡的特點(diǎn)是與細(xì)胞焦亡、細(xì)胞凋亡和/或壞死相關(guān)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子參與其中,然后形成一種稱為泛凋亡小體(PANoptosome)的多聚體復(fù)合物,從而在細(xì)胞穩(wěn)態(tài)改變或其他不利條件下調(diào)節(jié)泛凋亡。盡管不同研究中 PANoptosome 的組成并不完全相同,但經(jīng)典的 PANoptosome 主要由三種蛋白質(zhì)組成: (1)傳感器蛋白,如Z-DNA結(jié)合蛋白1(ZBP1)和NLR家族Pyrin域蛋白3(NLRP3);(2)具有caspase招募結(jié)構(gòu)域的適配蛋白,如細(xì)胞凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白(ASC);(3)具有催化作用的RIPK1、RIPK3和caspase-1/8。迄今為止,已發(fā)現(xiàn)兩種經(jīng)典的 PANoptosome 復(fù)合物,包括 ZBP1-PANoptosome和AIM2-PANoptosome。此外,RIPK1-PANoptosome和 NLRP12-PANoptosome也有相關(guān)報(bào)道。
泛凋亡相關(guān)產(chǎn)品推薦
目錄號(hào) | 產(chǎn)品名稱 |
M2040 | BAY 11-7082 |
M3532 | Belnacasan |
M6164 | MCC950 |
M9263 | CY-09 |
M9729 | diABZI |
M5580 | Dimethyl fumarate |
M3390 | Disulfiram |
M5612 | Emricasan |
M9074 | GSK872 |
M9062 | Necrosulfonamide |
M19927 | Tetracycline |
銅死亡(Cuproptosis)
銅依賴性細(xì)胞死亡(又稱為銅死亡)是一種新型的非凋亡性細(xì)胞死亡形式。目前已知的哺乳動(dòng)物脂酰化蛋白質(zhì)極少,而這些蛋白質(zhì)集中在 TCA 循環(huán)中,TCA 循環(huán)活躍的細(xì)胞表現(xiàn)出蛋白質(zhì)脂酰化增加,脂酰分子作為銅結(jié)合劑,能進(jìn)一步促進(jìn)蛋白質(zhì)脂酰化聚集,F(xiàn)e-S 簇蛋白質(zhì)水平降低,以及熱休克蛋白(HSP)70 增加,最終導(dǎo)致銅死亡的發(fā)生。
銅死亡相關(guān)產(chǎn)品推薦
目錄號(hào) | 產(chǎn)品名稱 |
M3390 | Disulfiram |
M2083 | Elesclomol |
M5682 | Glutathione |
M11307 | 8-Hydroxyquinoline |
M2891 | NSC 319726 |
M3137 | Zinc Pyrithione |
雙硫死亡(Disulfidptosis)
雙硫死亡是一種由細(xì)胞內(nèi)胱氨酸累積引起的細(xì)胞死亡形式。SLC7A11是溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)第7家族的第11個(gè)成員,同時(shí)也是胱氨酸/谷氨酸逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,負(fù)責(zé)胱氨酸的攝取,而胱氨酸等二硫化物的積累會(huì)誘發(fā)二硫化物應(yīng)激,對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒性。正常情況下,NADPH 提供還原能力以抵消二硫化物應(yīng)激,維持細(xì)胞平衡。然而,在葡萄糖饑餓狀態(tài)下,通過磷酸戊糖途徑(PPP)從葡萄糖產(chǎn)生的 NADPH 是有限的。SLC7A11 介導(dǎo)的胱氨酸攝取會(huì)進(jìn)一步消耗細(xì)胞內(nèi)的 NADPH,導(dǎo)致其耗竭和二硫化物分子積累,從而引發(fā)肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架蛋白之間二硫鍵的形成和肌動(dòng)蛋白絲(F-actin)網(wǎng)絡(luò)的崩潰,最終導(dǎo)致雙硫死亡。
雙硫死亡相關(guān)產(chǎn)品推薦
目錄號(hào) | 產(chǎn)品名稱 |
M8659 | BAY-876 |
M6179 | Diethylmaleate |
M2679 | Erastin |
M25560 | HG106 |
M28266 | KL-11743 |
M5385 | N-Acetyl-L-cysteine |
細(xì)胞套亡(Entosis)
細(xì)胞套亡是一種非凋亡性的細(xì)胞死亡形式,其主要特征為一個(gè)活細(xì)胞主動(dòng)內(nèi)化并降解另一個(gè)活細(xì)胞。同時(shí)細(xì)胞套亡途徑可由多種刺激誘發(fā)(如營(yíng)養(yǎng)饑餓和紫外線輻射)。營(yíng)養(yǎng)饑餓(尤其是葡萄糖饑餓)能通過激活內(nèi)部細(xì)胞中的AMPK誘導(dǎo)細(xì)胞套亡,而紫外線輻射則可通過激活 JNK 和 p38 信號(hào)導(dǎo)致細(xì)胞套亡。
當(dāng)細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)分離,導(dǎo)致一個(gè)細(xì)胞被另一個(gè)細(xì)胞內(nèi)化時(shí),就會(huì)引發(fā)套亡過程。細(xì)胞套亡需要激活多種分子信號(hào)通路,關(guān)鍵途徑之一即為 Rho/ROCK/Actomyosin途徑,該途徑能調(diào)節(jié)肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白 II 的活性,對(duì)細(xì)胞吞噬至關(guān)重要。在細(xì)胞套亡過程中,入侵(被吞噬)的套亡細(xì)胞會(huì)形成一個(gè)富含肌動(dòng)蛋白的結(jié)構(gòu),突出到吞噬細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中。肌球蛋白 II 被吸引到這一結(jié)構(gòu)上并使其收縮,將入侵細(xì)胞拉入吞噬細(xì)胞。隨后,被吞噬的細(xì)胞被吞噬它的細(xì)胞內(nèi)的溶酶體降解。但值得注意的是,并非所有入侵細(xì)胞都會(huì)在經(jīng)歷套亡過程后死于溶酶體。入侵細(xì)胞可能會(huì)在宿主細(xì)胞內(nèi)存活分裂,甚至逃脫宿主細(xì)胞。在正常發(fā)育過程中,細(xì)胞套亡在清除多余細(xì)胞以及塑造組織和器官方面發(fā)揮作用。在癌癥中,細(xì)胞套亡可以通過促進(jìn)鄰近細(xì)胞的吞噬,有助于腫瘤的生長(zhǎng)和侵襲。
細(xì)胞套亡相關(guān)產(chǎn)品推薦
目錄號(hào) | 產(chǎn)品名稱 |
M9636 | Blebbistain |
M2019 | Go 6983 |
M1977 | U0126-EtOH |
M1817 | Y-27632 |
興奮性毒性(Excitotoxicity)
特定離子通道在過度激活后,細(xì)胞內(nèi)離子平衡的破壞可導(dǎo)致一種稱為興奮性毒性的壞死。興奮性毒性的特點(diǎn)是高濃度谷氨酸或其他興奮性氨基酸在細(xì)胞外蓄積,從而導(dǎo)致谷氨酸受體受到過度刺激。它是缺血、腦外傷和癲癇發(fā)作等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的一種病理過程,同時(shí)還與亨廷頓氏癥、多發(fā)性硬化癥和肌萎縮側(cè)索硬化癥(ALS)等多種神經(jīng)退行性疾病有關(guān)。谷氨酸興奮性毒性的經(jīng)典定義是,細(xì)胞外Ca2+通過N-甲基-d-天冬氨酸受體(NMDAR)大量流入,隨后細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存的 Ca2+釋放,進(jìn)一步增加胞漿游離 Ca2+濃度。其他谷氨酸受體(GRs)家族的過度刺激也會(huì)引發(fā) Na+ 和 Cl- 離子的流入,同時(shí)該過程伴隨著水的擴(kuò)散以平衡滲透壓,從而導(dǎo)致細(xì)胞腫脹。
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目錄號(hào) | 產(chǎn)品名稱 |
M7869 | Kainic acid |
M10269 | β-Spaglumic acid |
M39029 | Withanone |
細(xì)胞焦亡(Pyroptosis)
細(xì)胞焦亡是近年來的一個(gè)熱點(diǎn),同時(shí)也被定義為炎癥細(xì)胞死亡程序。與細(xì)胞凋亡相比,細(xì)胞焦亡發(fā)生更快,并且伴隨著細(xì)胞膜完整性的破壞和促炎因子的釋放。該種死亡方式的特點(diǎn)是細(xì)胞腫脹破裂,核收縮,細(xì)胞內(nèi)容物分泌,DNA 染色陽(yáng)性,以及明顯的促炎反應(yīng)。
細(xì)胞焦亡分為經(jīng)典途徑(依賴于caspase-1)和非經(jīng)典途徑(依賴于 caspase-4、5、11)。在經(jīng)典途徑中,激活的炎癥小體觸發(fā) caspase-1,裂解 GSDMD,并誘導(dǎo)下游炎癥反應(yīng)。在非經(jīng)典途徑中,脂多糖(LPS)通過激活鼠類caspase-11 及其人類同源物 caspase-4/5 誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡。
細(xì)胞焦亡相關(guān)產(chǎn)品推薦
目錄號(hào) | 產(chǎn)品名稱 |
M8340 | Ac-YVAD-cmk |
M2040 | BAY 11-7082 |
M3390 | Disulfiram |
M9189 | Eldecalcitol |
M45373 | NLRP3/AIM2-IN-2 |
M45372 | NLRP3/AIM2-IN-3 |
M4363 | Polyphyllin-VI |
M3970 | Scutellarin |
M3086 | Triclabendazole |
細(xì)胞凋亡(Apoptosis)
細(xì)胞凋亡是研究的最深入的細(xì)胞死亡方式之一,同時(shí)也是一個(gè)受到高度調(diào)節(jié)和控制的過程。在正常發(fā)育、自穩(wěn)態(tài)維持、免疫耐受形成以及腫瘤監(jiān)控中都具有重要的作用。介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的主要信號(hào)通路有三種,分別為外源性細(xì)胞凋亡信號(hào)途徑,內(nèi)源性細(xì)胞凋亡信號(hào)途徑以及Caspase非依賴性細(xì)胞凋亡信號(hào)途徑。
在依賴于caspases的外源途徑中,死亡受體如Fas在配體FasL的刺激下,通過接頭蛋白FADD將caspase-8酶原招募到細(xì)胞膜上,形成死亡誘導(dǎo)信號(hào)復(fù)合物DISC。caspase-8酶原在這個(gè)復(fù)合物中活化,進(jìn)而激活下游的caspases級(jí)聯(lián)反應(yīng);在依賴于caspases的內(nèi)源途徑中,線粒體接收到凋亡信號(hào)后,向細(xì)胞質(zhì)內(nèi)釋放Cyt c。Cyt c與Apaf-1和caspase-9前體形成凋亡復(fù)合體apoptosome,并活化caspase-9。caspase-9活化后激活下游的caspases級(jí)聯(lián)反應(yīng)外源途徑中的caspase-8以及細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞分泌的顆粒酶B,也可以切割并活化BcI-2家族的促凋亡因子Bid,激活內(nèi)源凋亡途徑。在caspases非依賴性細(xì)胞凋亡途徑中,線粒體釋放凋亡因子EndoG,AIF等,直接進(jìn)入細(xì)胞核,引發(fā)DNA斷裂。另一方面顆粒酶A能促使位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的SET復(fù)合物從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上解離下來,轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核內(nèi)并活化,切割核DNA。
細(xì)胞凋亡相關(guān)產(chǎn)品推薦
目錄號(hào) | 產(chǎn)品名稱 |
M38828 | Alphitolic acid |
M44809 | Cinchonine hydrochloride |
M40996 | CWI1-2 |
M9075 | (R)-(+)-Etomoxir sodium salt |
M13379 | Guggulsterone |
M3291 | Hydroxyurea |
M2226 | Melatonin |
M38823 | Phytosphingosine |
M6209 | Rotenone |
M7246 | Sanguinarine chloride |
M10566 | Valepotriate |
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1. Liu H, Yao Q, Wang X, et al. Biomed Pharmacother. 2024 Jan;170:116072.
2. Zhou Z, Li Q. Kidney Dis (Basel). 2023 Jun 24;9(6):443-458.
3. Xu X, Xu XD, Ma MQ, et al. Biomed Pharmacother. 2024 Jan 2;171:116112.
4. Li X, Chen X, Gao X. Front Aging Neurosci. 2023 Dec 19;15:1300405.
5. Li SR, Bu LL, Cai L. Signal Transduct Target Ther. 2022 May 13;7(1):158.
6. Hajibabaie F, Abedpoor N, Mohamadynejad P. Biology (Basel). 2023 Nov 13;12(11):1426.
7. Park W, Wei S, Kim BS, et al. Exp Mol Med. 2023 Aug;55(8):1573-1594.
8. Wu Y, Wen X, Xia Y, Yu X, Lou Y. Front Oncol. 2023 May 29;13:1170336.
9. Ojasalu K, Lieber S, Sokol AM, et al. Theranostics. 2023 Mar 21;13(6): 1921-1948.
10. Neves D, Salazar IL, Almeida RD, Silva RM. Life Sci. 2023 Sep 1;328:121814.
11. Yuan J, Ofengeim D. Nat Rev Mol Cell Biol. 2023 Dec 18.
12. Liu X, Nie L, Zhang Y, et al. Nat Cell Biol. 2023 Mar;25(3):404-414.
13. Zheng P, Zhou C, Ding Y, Duan S. J Exp Clin Cancer Res. 2023 Apr 27;42(1):103.
14. Zhong Z, Zhang C, Ni S, et al. Redox Biol. 2023 Jul;63:102711.
15. Wang L, Zhu Y, Zhang L, et al. Cell Death Dis. 2023 Dec 21;14(12):851.
16. Cai H, Lv M, Wang T. Cancer Med. 2023 Dec;12(24):22206-22223.