伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员近日报道了一种分析细胞焦亡的新方法，并发现细胞焦亡过程并非像以往认为的那样一旦启动就不可逆转，实际上可以停止和控制。

这篇题为“Gasdermin D pores are dynamically regulated by local phosphoinositide circuitry”的论文于1月10日发表在《Nature Communications》杂志上。

它意味着科学家们有了一种新方法来研究与细胞死亡过程失调有关的疾病，以及因炎症失控而引发的复杂感染。这些感染包括脓毒症和急性呼吸窘迫综合征，后者是新冠肺炎COVID-19的主要并发症之一。

细胞焦亡（pyroptosis）过程包括一系列生化反应，它利用gasdermin蛋白在细胞膜上打孔并使细胞变得不稳定。为了更好地了解这一过程，伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员通过遗传改造设计出一种“光遗传”gasdermin，让蛋白对光有反应。

伊利诺伊大学芝加哥分校的助理教授Gary Mo称：“细胞死亡过程在人体中发挥重要作用，无论是健康状态还是不健康状态，但细胞焦亡过程的研究一直颇具挑战性。”

他解释说，一些检测活细胞中细胞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细胞和个体产生不同的影响。

这项研究使用的光遗传gasdermin则能够跳过不可预测的病原体行为和不断变化的细胞反应，因为它在分子水平上模拟了细胞焦亡开始后发生的情况。

研究人员利用这种工具，采用荧光成像技术在细胞实验中精确激活gasdermin，然后观察各种环境下的孔道。他们发现，某些条件（比如特定浓度的钙离子）在短短几十秒内就会触发孔道关闭。这种对外部环境的反应说明了细胞焦亡能够动态地自我调节。

“这表明，这种形式的细胞死亡并不是单程票。它实际上有一个关闭按钮，”Mo谈道。“了解如何控制这一过程为药物发现开辟了新途径，现在我们可以找到从两方面起作用的药物，促进细胞死亡或限制细胞死亡，以往我们只考虑了一方面。”

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Santa Cruz Garcia, A.B., Schnur, K.p., Malik, A.B. et al. Gasdermin D pores are dynamically regulated by local phosphoinositide circuitry. Nat Commun 13, 52 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-021-27692-9