GSDMB调控肠上皮细胞命运的分子机制初探

目的初步探讨Gasdermin B(GSDMB)调控肠上皮细胞命运的分子机制。方法过表达人GSDMB质粒到两种人肠上皮细胞系(NCM460和HT-29细胞)和人结肠类器官中,采用免疫印迹法(Western blotting)检测电转效率,并利用细胞计数试剂盒(CCK8),流式细胞术检测细胞凋亡和细胞周期以分析GSDMB过表达对细胞功能的影响。转录组测序分析GSDMB的下游效应分子。组间数据比较采用t检验。结果成功重构两种肠上皮细胞系GSDMB蛋白过表达,过表达GSDMB蛋白的人肠上皮细胞吸光度值(A)[NCM460细胞:(1.17±0.01);HT-29细胞:(0.96±0.06)]明显低于空白对照组[NCM460细胞:(1.67±0.12);HT-29细胞:(1.24±0.07)],差异有统计学意义(t=7.24、5.46,P<0.05);GSDMB过表达组细胞凋亡数目[NCM460细胞:(12.03±1.55);HT-29细胞:(29.30±4.48)]显著多于空白对照组[NCM460细胞:(4.96±1.74);HT-29细胞:(6.95±3.42)],差异有统计学意义(t=5.26、6.97,P<0.05);细胞周期分析显示,GSDMB过表达组细胞G0/G1期比例[NCM460细胞:(47.98±5.28)%;HT-29细胞:(38.04±3.45)%]明显低于空白对照组[NCM460细胞:(59.54±3.90)%;HT-29细胞:(63.81±1.76)%],差异有统计学意义(t=3.05、11.53,P<0.05)。转录组测序结果发现,双特异性磷酸酶4和6(DUSP4和DUSP6)基因在肠上皮细胞表达GSDMB蛋白后显著上调,荧光定量PCR结果证实肠上皮细胞转染GSDMB后DUSP4(2.45±0.15)和DUSP6(4.34±0.22)相对表达水平显著高于对照组(1.06±0.05和1.01±0.02),差异有统计学意义(t=15.08、26.52,P<0.05)。使用DUSP抑制剂BCI处理重构GSDMB表达的NCM460细胞,发现BCI处理组p-ERK表达水平相对于对照组显著升高[(1.14±0.17)vs.(0.58±0.12)],差异有统计学意义(t=5.42,P=0.002),且BCI处理组细胞A值(1.84±0.07)和G0/G1期比例(59.83±2.17)%高于未处理组[(1.52±0.10)和(52.10±2.23)%],BCI处理组细胞凋亡数目(7.60±0.56)明显少于未处理组(12.57±1.00),差异均有统计学意义(t=4.71、4.31、7.52,P<0.05)。过表达GSDMB后的人结肠类器官TUNEL染色提示凋亡的细胞明显增多,DUSP6蛋白相对表达水平(0.85±0.09)显著高于对照组(0.21±0.04),同时伴随p-ERK水平的下降[(0.83±0.18)vs.(0.19±0.06)],差异有统计学意义(t=11.95,P<0.001;t=6.56,P<0.001)。结论GSDMB可能通过调节DUSP6介导的ERK信号来抑制细胞增殖,诱导细胞周期阻滞,促进细胞凋亡,从而影响肠上皮细胞命运。

消皮素B在人主动脉夹层组织中的表达变化及对主动脉平滑肌细胞焦亡、炎症反应的影响

目的观察人主动脉夹层组织消皮素B(GSDMB)表达变化,并探讨GSDMB对人主动脉平滑肌细胞(HASMCs)焦亡和炎症反应的影响。方法收集主动脉夹层患者的主动脉夹层组织、器官捐献者的主动脉组织(正常对照组织)各8例份,采用Western blotting法检测GSDMB蛋白表达。将对数生长期的HASMCs分为NC-siRNA组(转染NC-siRNA)、脂多糖(LPS)组(LPS作用)、GSDMB-siRNA组(转染GSDMB-siRNA)、GSDMB-siRNA+LPS组(LPS作用后转染GSDMB-siRNA),另将HASMCs分为空载质粒组(转染空载质粒)、LPS作用组(LPS作用)、GSDMB过表达组(转染GSDMB过表达质粒)、GSDMB过表达+LPS组(LPS作用后转染GSDMB过表达质粒),采用Western blotting法检测细胞GSDMB、半胱氨酸蛋白酶4(Caspase-4)、消皮素D(GSDMD)、N-消皮素D(N-GSDMD)、基质金属蛋白酶9(MMP-9)、基质金属蛋白酶2(MMP-2)蛋白表达,流式细胞术检测细胞焦亡率,ELISA法检测细胞上清液白细胞介素18(IL-18)、白细胞介素1β(IL-1β)水平。结果主动脉夹层组织与正常对照组织GSDMB蛋白相对表达量分别为0.88±0.16、0.62±0.15,二者比较P<0.05。与NC-siRNA组比较,LPS组GSDMB、Caspase-4、GSDMD、N-GSDMD、MMP-9、MMP-2蛋白相对表达量和细胞焦亡率及细胞上清液IL-18、IL-1β水平均升高,GSDMB-siRNA组仅GSDMB蛋白相对表达量降低(P均<0.05)。与LPS组比较,GSDMB-siRNA+LPS组GSDMB、Caspase-4、GSDMD、N-GSDMD、MMP-9、MMP-2蛋白相对表达量和细胞焦亡率及细胞上清液IL-18、IL-1β水平均降低(P均<0.05)。与空载质粒组比较,LPS作用组GSDMB、Caspase-4、GSDMD、N-GSDMD、MMP-9、MMP-2蛋白相对表达量和细胞焦亡率及细胞上清液IL-18、IL-1β水平均升高(P均<0.05),GSDMB过表达组仅GSDMB蛋白相对表达量升高(P<0.05)。与LPS作用组比较,GSDMB过表达+LPS组GSDMB、Caspase-4、GSDMD、N-GSDMD、MMP-9、MMP-2蛋白相对表达量和细胞焦亡率及细胞上清液IL-18、IL-1β水平均升高(P均<0.05)。结论人主动脉夹层组织GSDMB表达升高;GSDMB不会影响正常HASMCs的焦亡和炎症反应,但会通过Caspase-4介导的非经典途径正向调控LPS诱导的HASMCs焦亡和炎症反应。

Gasdermin B基因及其相关疾病的研究进展

人Gasdermin B(GSDMB)基因作为Gasdermin(GSDM)基因家族的一员,可能与哮喘、肿瘤以及免疫系统疾病的发生发展相关。最新研究发现由其编码的GSDMB蛋白介导了细胞焦亡,GSDMB蛋白可以在细胞毒性淋巴细胞释放的颗粒酶A(granzyme A,GZMA)的作用下裂解为GSDMB-N端结构域直接诱导细胞焦亡,亦可以通过结合半胱天冬氨酸酶-4(cysteinyl aspartate specific proteinase-4,caspase-4)促进Gasdermin D的裂解,从而间接促进细胞焦亡。本文综述了GSDMB基因参与的细胞焦亡的机制以及与之相关疾病的研究进展。

From gene identifications to therapeutic targets for asthma:Focus on great potentials of TSLP,ORMDL3,and GSDMB

Asthma is a chronic respiratory disease,and clinically,asthma exacerbations remain difficult to treat.The disease is caused by combinations of and interactions between genetic and environmental factors.Genomic and genetic approaches identified many novel genes to treat asthma and brought new insights into the disease.The products of the genes have functional roles in regulating physiological or pathophysiological processes in airway structural cells and immune system cells.Genetic factors also interact with environmental factors such as air pollutants,and bacterial and viral infections to trigger the disease.Thymic stromal lymphopoietin(TSLP),orosomucoid-like 3(ORMDL3),and gasdermin B(GSDMB)are three genes identified by genetic studies to have a great potential as therapeutic targets of asthma.TSLP is an important driver of type 2 inflammation.ORMDL3 mediates cell stress,sphingolipid synthesis,and viral and bacterial infections.GSDMB regulates cell pyroptosis through its N and C terminals and can bind sulfatides to influence inflammatory response.Investigating inhibitors or modulators for these pathways would bring a new landscape for therapeutics of asthma in future.

骨关节炎形成过程中细胞焦亡的作用与机制

背景:研究发现,在骨关节炎的病理进展中,细胞焦亡参与其中并发挥作用。目的:了解当前细胞焦亡在骨关节炎中的最新研究进展,并探讨他们的关系,为骨关节炎的研究和诊疗提供新的靶点。方法:从CNKI、万方数据、维普、ScienceDirect、Nature、Springer、PubMed等数据库进行相关文献的检索。中文检索词:骨关节炎、细胞焦亡、核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3、核因子κB、半胱天冬酶、白细胞介素、gasdermin D;英文检索词:osteoarthritis(OA),pyroptosis,nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3(NLRP3),Nuclear factor kappa B(NF-κB),caspase,interleukin(IL),gasdermin D(GSDMD)。从被检索出的文献中根据入选标准进行筛选,最终纳入相关文献61篇。结果与结论:细胞焦亡与骨关节炎中的软骨降解、炎症反应和滑膜的破坏等都有一定的关系。在细胞焦亡激活过程中,所涉及到的一些蛋白和细胞因子均存在差异性表达,如NLRs、caspases、白细胞介素和GSDMD等,虽然已有研究显示它们与骨关节炎的病理发展存在着一定的关系,但其在骨关节炎中的作用机制还未完全了解。

17q21位点基因在儿童哮喘中的研究进展

哮喘是一种由遗传和环境因素共同影响的常见的气道慢性炎性疾病,其分子遗传学基础复杂多样,目前临床上仍无疗效显著的治疗方法.全基因组相关联研究通过寻找哮喘发病机制的基因靶点,从分子遗传学角度为儿童哮喘的精准化医疗提供新思路.现研究证明17q21位点上血清类黏蛋白1样蛋白3基因(ORMDL3)和gasdermin B (GSMDB)基因的表达影响儿童哮喘的易患性、严重性、及种族特异性.该文对17q21染色体位点上与儿童哮喘相关的基因进行综述.