细(xì)胞(bāo)凋(diāo)亡(wáng)过(guò)程(chéng)中(zhōng)的(de)合(hé)成(chéng)图(tú)像(xiàng)。学(xué)分(fēn)：加(jiā)里(lǐ)·莫(mò)
伊(yī)利(lì)诺(nuò)伊(yī)大(dà)学(xué)芝(zhī)加(jiā)哥(gē)分(fēn)校(xiào)的(de)研(yán)究(jiū)人(rén)员(yuán)发(fā)表(biǎo)的(de)一(yī)项(xiàng)研(yán)究(jiū)描(miáo)述(shù)了(le)一(yī)种(zhǒng)分(fēn)析(xī)细(xì)胞(bāo)焦(jiāo)亡(wáng)的(de)新(xīn)方(fāng)法(fǎ)——细(xì)胞(bāo)死(sǐ)亡(wáng)过(guò)程(chéng)通(tōng)常(cháng)由(yóu)感(gǎn)染(rǎn)引(yǐn)起(qǐ)并(bìng)导(dǎo)致(zhì)体(tǐ)内(nèi)过(guò)度(dù)炎(yán)症(zhèng)——并(bìng)表(biǎo)明(míng)该(gāi)过(guò)程(chéng)长(zhǎng)期(qī)以(yǐ)来(lái)被(bèi)认(rèn)为(wèi)是(shì)不(bù)可(kě)逆(nì)转(zhuǎn)的(de)启(qǐ)动(dòng)，实(shí)际(jì)上(shàng)可(kě)以(yǐ)停(tíng)止(zhǐ)和(hé)控(kòng)制(zhì)。
这(zhè)一(yī)发(fā)现(xiàn)发(fā)表(biǎo)在(zài)《自(zì)然(rán)通(tōng)讯(xùn)》杂(zá)志(zhì)上(shàng)，这(zhè)意(yì)味(wèi)着(zhe)科(kē)学(xué)家们有了一种新的方法来研究与细胞死亡过程失常相关的疾病，比如一些癌症，以及可能因过程引起的失控炎症而复杂化的感染. 例如，这些感染包括败血症和急性呼吸窘迫综合征，这是COVID-19疾病的主要并发症之一。
Pyroptosis 是一系列生化反应，使用 gasdermin（一种蛋白质）打开细胞膜上的大孔并使细胞不稳定。为了更多地了解这个过程，UIC 研究人员通过基因工程设计了一种“光遗传学”gasdermin，该蛋白质对光有反应。
“细胞死亡过程在身体中发挥着重要作用，无论是健康状态还是不健康状态，但研究细胞焦亡（一种主要的细胞死亡类型）一直具有挑战性，”UIC 系助理教授 Gary Mo 说药理学和再生医学以及医学院的生物医学工程系。
莫说，检查活细胞中发生的焦亡机制的方法很难控制，因为它们是由不可预测的病原体引发的，而这些病原体又会对不同的细胞和人产生不同的影响。
“我们的光遗传学 gasdermin 使我们能够跳过不可预测的病原体行为和可变的细胞反应，因为它在分子水平上模拟了一旦细胞焦亡开始发生的情况，”Mo 说。
研究人员应用该工具，利用荧光成像技术在细胞实验中精确激活gasdermin，观察各种情况下的毛孔。他们发现某些条件，例如特定浓度的钙离子，仅在数十秒内就会触发毛孔关闭。
这种对外部环境的自动反应提供了焦亡动态自我调节的证据。
“这向我们表明，这种形式的细胞死亡不是单程票。这个过程实际上是用一个取消按钮和一个关闭开关来编程的，”莫说。“了解如何控制这一过程为药物发现开辟了新途径，现在我们可以找到对双方都有效的(de)药(yào)物(wù)——它(tā)使(shǐ)我(wǒ)们(men)能(néng)够(gòu)考(kǎo)虑(lǜ)调(diào)整(zhěng)、促(cù)进(jìn)或(huò)限(xiàn)制(zhì)疾(jí)病(bìng)中(zhōng)的(de)这(zhè)种(zhǒng)细(xì)胞(bāo)死(sǐ)亡(wáng)，我(wǒ)们(men)可(kě)以(yǐ)以(yǐ)前只删除了这个重要(yào)的(de)过(guò)程(chéng)。”
参(cān)考(kǎo)文献：Ana Beatriz Santa Cruz Garcia、Kevin P. Schnur、Asrar B. Malik 和 Gary CH Mo 于 2025 年 1 月 10 日，自然通讯，“Gasdermin D 毛孔由局部磷酸肌醇电路动态调节” 。
DOI: 10.1038/s41467-021-27692-9
自然通讯论文“Gasdermin D Pores are Dynamically Regulated by Local Phosphoinositide Circuitry”的共同作者是 UIC 的 Ana Santa Cruz Garcia、Kevin Schnur 和 Asrar Malik。
该研究由美国国立卫生研究院 (P01HL060678、R01HL090152、R01HL152515、T32HL007820、P01HL151327) 资助。