细胞焦亡新机制：细胞外囊泡携带Gasdermin D孔道介导旁观者细胞死亡

本研究突破性地揭示了细胞焦亡（pyroptosis）通过细胞外囊泡（EVs）携带功能性Gasdermin D（GSDMD）孔道向旁观者细胞传播的机制，解决了炎症性细胞死亡如何扩散的关键问题。研究通过体外共培养、体内感染模型及EV分离技术，证实GSDMD-NT+ EVs可诱导跨细胞类型死亡，为自身免疫病和癌症等炎症相关疾病的治疗提供新靶点。

　　

细胞焦亡的“传染”之谜：EVs如何成为炎症的推手
细胞焦亡（pyroptosis）是一种伴随剧烈炎症反应的程序性细胞死亡，由Gasdermin D（GSDMD）蛋白在细胞膜上形成孔道引发。传统观点认为，焦亡仅限于炎症小体（inflammasome）激活的细胞内部，但越来越多的证据表明，炎症反应常呈现“扩散”特征。这种矛盾提示，可能存在未知的细胞间传播机制。

为解决这一谜题，中国科学院的研究团队在《Cell Research》发表论文，首次揭示细胞外囊泡（EVs）作为GSDMD孔道的“运输工具”，将焦亡信号传递给旁观者细胞。研究通过构建Nlrp3^-/-和Gsdmd^-/-基因敲除小鼠模型，结合时间推移显微成像和EV分离技术，发现焦亡细胞释放的EVs携带活性GSDMD-NT片段，可诱导正常巨噬细胞、HeLa甚至HEK293T细胞死亡。体内实验进一步证实，腹腔注射焦亡EVs会导致Gsdmd^-/-小鼠腹膜细胞死亡和全身炎症加剧。

关键技术方法
研究采用骨髓来源巨噬细胞（BMDMs）共培养系统、大肠杆菌感染模型和EV分离技术（尺寸排阻色谱+电镜验证），结合Dox诱导的Gsdmd^-/- iBMDM-iGSDMD-NT细胞系，通过膜染料标记（CellBrite488）和LDH释放检测，系统评估旁观者细胞死亡。

研究结果

1. 焦亡可跨细胞传播

   • 共培养实验显示，尼日利亚菌素（nigericin）刺激的野生型BMDMs能诱导Nlrp3^-/- BMDMs死亡；Dox诱导的iGSDMD-NT表达同样引发旁观者WT BMDMs焦亡，DRAQ7染色证实死亡时序性扩散。

2. 体内验证传播现象

   • 腹腔感染荧光标记E. coli的小鼠中，未感染（AF647-LPS^-）腹膜细胞出现死亡；过继转移焦亡BMDMs至Gsdmd^-/-小鼠后，旁观者细胞LDH水平显著升高。

3. EVs是传播媒介

   • 透射电镜观察到焦亡EVs表面存在GSDMD孔道，EV耗竭实验表明其是诱导死亡的必要条件。EVs可杀伤多种细胞系，且腹腔注射引发Gsdmd^-/-小鼠组织损伤和炎症加剧。

结论与意义
该研究颠覆了焦亡“细胞自主性”的传统认知，提出EVs通过“搭载”GSDMD孔道实现炎症的远程扩散。这一机制解释了局部感染如何演变为全身炎症反应，为脓毒症、自身免疫病等疾病的治疗提供新思路——靶向EVs或GSDMD的S-棕榈酰化（S-palmitoylation）可能成为干预策略。

未解问题包括EVs与受体细胞融合的具体机制，以及NINJ1蛋白是否参与其中（近期研究发现NINJ1寡聚体能被释放）。此外，人源组织中EV介导的焦亡是否与小鼠模型一致仍需验证。这些发现为炎症性疾病的研究开辟了新方向，未来或可通过调控EVs的“死亡包裹”来遏制炎症风暴。