“這項原創(chuàng)性極高的研究工作揭開了在炎癥領域潛伏多年的‘黑匣子’，是炎癥領域研究的重要里程碑，具有‘非凡的重要性’！”獲得國際權威期刊《自然》雜志的4位審稿人如此評價的，是倫敦當?shù)貢r間9月16日下午6時（北京時間17日凌晨1時）在該雜志在線發(fā)表的一篇長文，其內(nèi)容是解析細胞炎性壞死關鍵分子機制，通訊作者為北京生命科學研究所資深研究員邵峰博士。
據(jù)悉，該發(fā)現(xiàn)破解了一個重要的科學難題，為治療痛風、敗血癥和家族性地中海熱等免疫疾病提供了理論指導，同時也開辟了一個全新的細胞炎性壞死研究領域。
了解細胞炎性壞死的分子機制，對自身性炎癥或自身免疫性疾病的治療非常重要
邵峰介紹，在成年人的身體里，每天大約有500億—700億個細胞死亡，大部分是細胞主動“自殺”。這種細胞“自殺”有助于人類去除機體內(nèi)已完成正常生理功能、不再需要的細胞，控制癌細胞繁殖或其它已發(fā)生功能紊亂的細胞。同時，細胞“自殺”也是清除各種微生物病原體感染的重要手段。
“細胞‘自殺’有幾種，其中非常重要的一類叫細胞炎性壞死（學名為細胞‘焦亡’）。”邵峰說，這種細胞死亡可以激活強烈的炎癥反應，外在癥狀包括發(fā)燒、紅腫、疼痛等。
“細胞炎性壞死和發(fā)炎在人類身體對抗感染的過程中發(fā)揮著非常關鍵的作用。想象一下，細胞是一個‘小房子’，病原體躲進‘小房子’，在里面復制、繁殖，最終可能導致細胞和機體功能紊亂、感染疾病。在這種情況下，最好的辦法就是把‘小房子’炸開，讓病原體暴露出來，同時釋放信號招募、激活身體免疫系統(tǒng)的其它吞噬細胞，來消滅病原體。”邵峰說，細胞炎性壞死正是“炸開”被病原體入侵的細胞“小房子”，并激活免疫系統(tǒng)的有效方法。
“但是，細胞炎性壞死是一把雙刃劍。”邵峰解釋，當人體中由于遺傳突變發(fā)生不正常的細胞炎性壞死時，會導致諸如痛風等多種自身性炎癥或自身免疫性疾病。同時，過度細胞炎性壞死也是細菌感染導致內(nèi)毒素休克和敗血癥的最本質原因。“因此，了解細胞炎性壞死的分子機制，對這些疾病的治療非常重要。”
去年有研究報道表明，HIV（人類免疫缺陷病毒）感染和艾滋病的發(fā)生也和細胞炎性壞死密切相關。“如果這一研究被證明是正確的，那么就可能為避免HIV感染和治療艾滋病提供新思路。”邵峰說。
通過對近2.2萬個基因的系統(tǒng)篩查，終于抓獲細胞炎性壞死的“殺手”
“只有在分子水平上了解細胞炎性壞死的發(fā)生過程，才能有針對性地開發(fā)藥物。”邵峰介紹，自20世紀90年代以來，細胞炎性壞死就是國際生命科學領域的熱門課題，目前全球多個頂尖實驗室的科學家都在破譯細胞炎性壞死的密碼。遺憾的是，至今科學界對其發(fā)生的分子機制知之甚少。
“在機體細胞的內(nèi)部，存在識別病原感染的觸覺、聽覺和視覺系統(tǒng)，這些系統(tǒng)在感知病原體侵入后，可以激活一類被稱為‘半胱天冬酶’的蛋白酶（caspase）。”邵峰說，這些蛋白酶類似于蛋白質“剪刀”，其主要功能是剪切其它蛋白質。此前的研究表明，細胞炎性壞死主要由兩把這樣的“剪刀”完成，其中一把“剪刀”——caspase—1早在上世紀90年代初就被科學家們發(fā)現(xiàn)，它接收來自天然免疫系統(tǒng)在感知各種不同病原體后發(fā)出的多種指令；而另一把“剪刀”——caspase—4則通過直接識別細菌內(nèi)毒素分子，專門負責感知病原細菌的感染，是控制內(nèi)毒素休克和細菌敗血癥等嚴重疾病發(fā)生的關鍵因子。“20多年來科學家并不清楚，這些‘剪刀’究竟是通過剪切什么樣的蛋白質，來啟動炎性壞死發(fā)生的。”
6年前，邵峰實驗室開始聚焦這一國際熱門領域。他帶領博士研究生石建金和博士后趙越等研究人員，在北生所基因中心和高通量測序中心多位同仁的幫助下，通過最新的基因組編輯技術，對人類基因組中的近2.2萬個基因進行徹底的系統(tǒng)篩選，最終發(fā)現(xiàn)了一個在細胞炎性壞死中發(fā)揮關鍵作用的蛋白質GSDMD。研究表明，在細胞中去除該蛋白質，細胞便不能再發(fā)生炎性壞死。
深入
一方面著手藥物開發(fā)，同時繼續(xù)捕捉其余“殺手”
“對于疾病治療來說，GSDMD蛋白質這個‘殺手’卻是帶來希望的全新藥物靶點。”邵峰說，他們已經(jīng)開始著手研發(fā)藥物。“第一步是研制針對GSDMD蛋白質的抑制劑，然后再細化分類，針對不同疾病研發(fā)不同的藥物。這個過程會比較長，最快也得5年。”
讓邵峰他們更激動的是，“殺手”不止一個。“我們的研究表明，GSDMD屬于一個被稱為Gasdermin的功能完全未知的蛋白家族，該家族還包括GSDMA、GSDMB、GSDMC、DFNA5、DFNB59等成員。這些類似GSDMD的‘殺手’在接到人體天然免疫系統(tǒng)的其它命令后，同樣能導致細胞炎性壞死。它們分布在人體的不同部位，都是單線聯(lián)系，‘上線’是誰，發(fā)出什么樣的指令，針對的病原體是什么，目前都不清楚。”邵峰說。
“炎性壞死研究還有很多未解之謎，我們在研發(fā)藥物的同時，也在捕捉其他‘殺手’。”邵峰說，鑒于細胞炎性壞死在自身免疫疾病、敗血癥、艾滋病等疾病中的重要作用，針對GSDMD和相關蛋白作為靶點設計藥物，將可能幫助人們治療這些疾病。原標題：抓獲細胞炎性壞死的“殺手”為治療痛風、敗血癥和家族性地中海熱等提供了理論指導.
據(jù)悉，該發(fā)現(xiàn)破解了一個重要的科學難題，為治療痛風、敗血癥和家族性地中海熱等免疫疾病提供了理論指導，同時也開辟了一個全新的細胞炎性壞死研究領域。
了解細胞炎性壞死的分子機制，對自身性炎癥或自身免疫性疾病的治療非常重要
邵峰介紹，在成年人的身體里，每天大約有500億—700億個細胞死亡，大部分是細胞主動“自殺”。這種細胞“自殺”有助于人類去除機體內(nèi)已完成正常生理功能、不再需要的細胞，控制癌細胞繁殖或其它已發(fā)生功能紊亂的細胞。同時，細胞“自殺”也是清除各種微生物病原體感染的重要手段。
“細胞‘自殺’有幾種，其中非常重要的一類叫細胞炎性壞死（學名為細胞‘焦亡’）。”邵峰說，這種細胞死亡可以激活強烈的炎癥反應，外在癥狀包括發(fā)燒、紅腫、疼痛等。
“細胞炎性壞死和發(fā)炎在人類身體對抗感染的過程中發(fā)揮著非常關鍵的作用。想象一下，細胞是一個‘小房子’，病原體躲進‘小房子’，在里面復制、繁殖，最終可能導致細胞和機體功能紊亂、感染疾病。在這種情況下，最好的辦法就是把‘小房子’炸開，讓病原體暴露出來，同時釋放信號招募、激活身體免疫系統(tǒng)的其它吞噬細胞，來消滅病原體。”邵峰說，細胞炎性壞死正是“炸開”被病原體入侵的細胞“小房子”，并激活免疫系統(tǒng)的有效方法。
“但是，細胞炎性壞死是一把雙刃劍。”邵峰解釋，當人體中由于遺傳突變發(fā)生不正常的細胞炎性壞死時，會導致諸如痛風等多種自身性炎癥或自身免疫性疾病。同時，過度細胞炎性壞死也是細菌感染導致內(nèi)毒素休克和敗血癥的最本質原因。“因此，了解細胞炎性壞死的分子機制，對這些疾病的治療非常重要。”
去年有研究報道表明，HIV（人類免疫缺陷病毒）感染和艾滋病的發(fā)生也和細胞炎性壞死密切相關。“如果這一研究被證明是正確的，那么就可能為避免HIV感染和治療艾滋病提供新思路。”邵峰說。
通過對近2.2萬個基因的系統(tǒng)篩查，終于抓獲細胞炎性壞死的“殺手”
“只有在分子水平上了解細胞炎性壞死的發(fā)生過程，才能有針對性地開發(fā)藥物。”邵峰介紹，自20世紀90年代以來，細胞炎性壞死就是國際生命科學領域的熱門課題，目前全球多個頂尖實驗室的科學家都在破譯細胞炎性壞死的密碼。遺憾的是，至今科學界對其發(fā)生的分子機制知之甚少。
“在機體細胞的內(nèi)部，存在識別病原感染的觸覺、聽覺和視覺系統(tǒng)，這些系統(tǒng)在感知病原體侵入后，可以激活一類被稱為‘半胱天冬酶’的蛋白酶（caspase）。”邵峰說，這些蛋白酶類似于蛋白質“剪刀”，其主要功能是剪切其它蛋白質。此前的研究表明，細胞炎性壞死主要由兩把這樣的“剪刀”完成，其中一把“剪刀”——caspase—1早在上世紀90年代初就被科學家們發(fā)現(xiàn)，它接收來自天然免疫系統(tǒng)在感知各種不同病原體后發(fā)出的多種指令；而另一把“剪刀”——caspase—4則通過直接識別細菌內(nèi)毒素分子，專門負責感知病原細菌的感染，是控制內(nèi)毒素休克和細菌敗血癥等嚴重疾病發(fā)生的關鍵因子。“20多年來科學家并不清楚，這些‘剪刀’究竟是通過剪切什么樣的蛋白質，來啟動炎性壞死發(fā)生的。”
6年前，邵峰實驗室開始聚焦這一國際熱門領域。他帶領博士研究生石建金和博士后趙越等研究人員，在北生所基因中心和高通量測序中心多位同仁的幫助下，通過最新的基因組編輯技術，對人類基因組中的近2.2萬個基因進行徹底的系統(tǒng)篩選，最終發(fā)現(xiàn)了一個在細胞炎性壞死中發(fā)揮關鍵作用的蛋白質GSDMD。研究表明，在細胞中去除該蛋白質，細胞便不能再發(fā)生炎性壞死。
深入
一方面著手藥物開發(fā)，同時繼續(xù)捕捉其余“殺手”
“對于疾病治療來說，GSDMD蛋白質這個‘殺手’卻是帶來希望的全新藥物靶點。”邵峰說，他們已經(jīng)開始著手研發(fā)藥物。“第一步是研制針對GSDMD蛋白質的抑制劑，然后再細化分類，針對不同疾病研發(fā)不同的藥物。這個過程會比較長，最快也得5年。”
讓邵峰他們更激動的是，“殺手”不止一個。“我們的研究表明，GSDMD屬于一個被稱為Gasdermin的功能完全未知的蛋白家族，該家族還包括GSDMA、GSDMB、GSDMC、DFNA5、DFNB59等成員。這些類似GSDMD的‘殺手’在接到人體天然免疫系統(tǒng)的其它命令后，同樣能導致細胞炎性壞死。它們分布在人體的不同部位，都是單線聯(lián)系，‘上線’是誰，發(fā)出什么樣的指令，針對的病原體是什么，目前都不清楚。”邵峰說。
“炎性壞死研究還有很多未解之謎，我們在研發(fā)藥物的同時，也在捕捉其他‘殺手’。”邵峰說，鑒于細胞炎性壞死在自身免疫疾病、敗血癥、艾滋病等疾病中的重要作用，針對GSDMD和相關蛋白作為靶點設計藥物，將可能幫助人們治療這些疾病。原標題：抓獲細胞炎性壞死的“殺手”為治療痛風、敗血癥和家族性地中海熱等提供了理論指導.
