邵峰组重磅牛文：神秘蛋白 GSDMD如何“玩转”细胞焦亡

作者：亢小玉

转载请注明：解螺旋·临床医生科研成长平台

小编在前期介绍了炎性caspases-1介导的细胞焦亡，这期小编将要深入介绍炎性caspases介导的细胞焦亡的关键底物蛋白GSDMD。该底物蛋白是细胞发生焦亡的充要条件。该文章是邵峰课题组发表在Nature上的大作，揭示出了细胞焦亡发生的神秘蛋白，为细胞焦亡的发生机制奠定了更深一步的理论基础。（回复170703可下载文献，一月有效）

背景介绍

GSDMD属于一个被称为gasdermin的功能未知的蛋白家族，该家族还包括GSDMA，GSDMB，GSDMC，DFNA5，DFNB59等这个家族的蛋白之间具有大约45%的同源性，具有两个结构域gasdermin-N and -C domains，是可以被炎性caspase切割。

文章内容分析

透过文章的题目Cleavage of GSDMD by inflammatory caspases determines pyroptotic cell death，可以熟知文章的主要内容是炎症caspases通过切割gasdermin D (GSDMD)决定了细胞焦亡的这种死亡形式。那么在没有读取文章之前大概猜测作者描述问题的关键点：

1.GSDMD是如何被发现的？

2.GSDMD参与炎症caspases诱导的细胞焦亡的死亡形式是什么？

3.GSDMD如何被切割？

那么就跟着小编带着这三个问题详细解读作者的主要意图。

1.GSDMD是如何被发现的？

在摘要中作者提到是用CRISPR-Cas9基因组编辑技术进行全基因组筛查，鉴别小鼠骨髓巨噬细胞中参与caspase-11和caspase-1介导的细胞焦亡的宿主因子中发现了底物蛋白GSDMD。那么在具体的实验中作者是如何体现的呢？

1.1 GSDMD is required for LPS-induced pyroptosis。LPS诱导caspase-4/5/11引起细胞焦亡

1.1.1首先建立了细胞焦亡的细胞模型iBMDMs细胞，而后利用CRISPR-Cas9基因组编辑技术进行全基因组筛查，发现了底物蛋白GSDMD。

1.1.2同时利用在iBMDMs和helas细胞中敲除Gsdmd，细胞活性检测其抑制了LPS诱发的细胞焦亡模型。

1.1.3当在敲除的细胞系中，分别恢复GSDMD的表达之后，蛋白结果可以看到LPS诱导的细胞焦亡现象出现。

作者也在LFn–BsaK激活Caspase-1诱导发生的焦亡中用CRISPR-Cas9 screen测序，也发现了GSDMD。并且在已知的经典的焦亡通路中发现参与caspase-1引起的细胞焦亡过程。

2.GSDMD参与炎症caspases诱导的细胞焦亡的死亡形式

2.1 GSDMD is required for caspase-1-mediated pyroptosis

2.1.1首先利用LFn–BsaK技术诱导caspase-1焦亡路径的发生，然后利用利用CRISPR-Cas9基因组编辑技术进行全基因组筛查，也发现了 GSDMD蛋白。

2.1.2 Gsdmd敲除的iBMDM细胞系，阻断了 LFn-BsaK诱导的细胞焦亡，而同时当恢复Gsdmd表达时，LFn-BsaK诱导的细胞焦亡形式出现，而且当敲除Gsdmd 后，用LFn-Flic诱导细胞焦亡，也没有发生焦亡的情况，更何况其是 NAIP5–NLRC4经典炎性小体的兴奋剂。

2.1.3 GSDMD可以控制IL-1β的释放，在敲除Gsdmd之后并且在各种诱导凋亡的途径中，il-1β的释放都是减少的。

3.GSDMD如何被切割？

3.1形态学上表示炎性caspase切割GSDMD-N和GSDMD-C可致使细胞焦亡，而且GSDMD-N的焦亡程度更高。并且GSDMD残基1-243也可使细胞活性变低，导致细胞发生焦亡。

3.2 GSDMD的突变导致细胞焦亡发生受到抑制(反方向验证)。

GSDMD的Asp275点突变抑制了 caspase-1 和 caspase-4/5/11的切割，致使在LFn–BsaK诱导的情况下焦亡也受到了抑制。

GSDMD在D275突变也抑制了caspase-1 和 caspase-11的切割，即使是在 LPS诱导下的iBMDM 和HeLa细胞。

3.3 GSDMD只存在于细胞焦亡的途径，而不存在于其他细胞的死亡形式。

Gsdmd 敲除不影响TNFa1CHX和UV诱导的细胞凋亡，而在HT-29细胞中敲除GSDMD能够阻断LPS诱导的细胞焦亡，而不能阻断TSZ诱导的细胞涨亡。

以上便是关于细胞焦亡的神秘底物蛋白GSDMD的发现和参与细胞焦亡的死亡途径的主要内容，谢谢大家的观看。

报名文献精读班，每周视频学文献，请点下图

投稿邮箱： [email protected]

合作微信：helixlife6返回搜狐，查看更多

责任编辑：