“這是一項具有*原創(chuàng)性的研究工作，揭開了在炎癥領(lǐng)域潛伏多年的‘黑匣子’， 是炎癥領(lǐng)域研究的重要里程碑，具有‘非凡的重要性’！"
獲得*期刊《自然》雜志四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(guān)鍵分子機制，通訊作者為北京生命研究所研究員邵峰博士。
“這項研究成果可能是我回國十年多來zui為重要的工作。"邵峰博士告訴記者，該發(fā)現(xiàn)不僅破解了一個極為重要的科學難題，為治療敗血癥、痛風和家族性地中海熱等免疫疾病提供了可能和理論指導(dǎo)，同時也開辟了一個全新的細胞炎性壞死研究領(lǐng)域。
細胞炎性壞死是一把刃劍
既可激活人體免疫系統(tǒng)消滅病原體，又能導(dǎo)致痛風、敗血癥等多種免疫性疾病
據(jù)邵峰介紹，在成年人的身體里，每天大約有500-700億個細胞死亡。這些細胞大部分是通過細胞主動“自殺"實現(xiàn)的。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，和其它類細胞“自殺"不同的是，這種細胞死亡可以激活強烈的炎癥反應(yīng)，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(guān)鍵的作用。想象一下，你的細胞是一個‘小房子’，而病原體躲進了‘小房子’，在里面復(fù)制、繁殖，zui終可能導(dǎo)致細胞和機體功能紊亂、感染性疾病的發(fā)生。在這種情況下，你的辦法就是把‘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，細胞炎性壞死也是一把刃劍。"邵峰解釋說，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(dǎo)致諸如痛風和家族型地中海熱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(dǎo)致內(nèi)毒素休克和敗血癥的zui本質(zhì)原因?！耙虼耍私饧毎仔詨乃赖姆肿訖C制，對于這些疾病的治療非常重要。"
令邵峰感到興奮的是，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)生也和這種細胞炎性壞死密切相關(guān)?！叭绻@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的思路。"邵峰說。
揭開20年未解之謎
通過對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"——蛋白質(zhì)GSDMD
“只有在分子水平上了解細胞炎性壞死的發(fā)生過程，才能研發(fā)針對性的藥物開發(fā)。"邵峰介紹說，細胞炎性壞死早在20世紀90年代就被發(fā)現(xiàn),目前有多個*實驗室的科學家在努力破譯細胞炎性壞死的密碼,是生命科學領(lǐng)域的熱門課題。令人遺憾的是，至今科學界對其發(fā)生的分子機制卻知之甚少。
細胞炎性壞死是人體天然免疫系統(tǒng)的重要組成部分，天然免疫系統(tǒng)猶如整個免疫系統(tǒng)的觸覺、聽覺和視覺，用于感知進入人體的各種病原體。“在機體細胞的內(nèi)部，也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(zhì)“剪刀"，其主要功能是剪切其它蛋白質(zhì)。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(guān)鍵因子?！?0多年來科學家*不清楚：這些‘剪刀’究竟是通過剪切什么樣的蛋白質(zhì)，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熱門領(lǐng)域。他帶領(lǐng)其博士研究生石建金和博士后趙越等研究人員，在北生所轉(zhuǎn)基因中心和高通量測序中心多位同仁的幫助下，通過運用的基因組編輯技術(shù)，對人類基因組中的近2.2萬個基因進行了*的系統(tǒng)篩選，zui終發(fā)現(xiàn)了一個在細胞炎性壞死中發(fā)揮關(guān)鍵作用的蛋白質(zhì)GSDMD。研究表明，在細胞中去除該蛋白質(zhì)，細胞便不再能發(fā)生炎性壞死。
“更重要的是，我們還發(fā)現(xiàn)這個蛋白就是引發(fā)細胞炎性壞死的直接‘殺手’。"邵峰告訴記者，在正常情況下，GSDMD蛋白質(zhì)會被自身攜帶的 “枷鎖"鎖住，處于沒有活性的休眠狀態(tài)；當半胱天冬酶被激活后，就會在GSDMD蛋白質(zhì)的中間區(qū)域進行特異性的剪切，去除束縛它的“枷鎖"，被解放的“殺手"自己即可直接執(zhí)行細胞炎性壞死——讓細胞膜發(fā)生破裂而死亡。
開辟炎性壞死研究的全新領(lǐng)域
一方面著手藥物開發(fā)，一方面繼續(xù)捕捉其余“殺手"
“對于疾病治療來說，GSDMD蛋白質(zhì)這個‘殺手’卻是全新的藥物靶點。"邵峰介紹說，他們已經(jīng)開始著手研發(fā)藥物?！?步是研制針對GSDMD蛋白質(zhì)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，zui快也得5年吧。"
讓邵峰他們更感到激動的，是他們驚喜地發(fā)現(xiàn)：“殺手"不止一個?！拔覀兊难芯勘砻鳎珿SDMD屬于一個被稱為gasdermin的功能*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(dǎo)致細胞炎性壞死。這些‘殺手’分布在人體的不同部位，都是單線，它們的‘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。"
“這表明我們開啟了炎性壞死研究的全新方向和全新領(lǐng)域，還有很多未解之謎等待揭開。所以，我們在研發(fā)藥物的同時，也在捕捉其他‘殺手’——更多驚喜還在后面。"邵峰告訴記者。
“這個領(lǐng)域的競爭相當激烈，我們必須快馬加鞭。"邵峰透露說，“前幾天《自然》雜志的編輯告訴我，一篇類似的文章，半個月后也會在該雜志發(fā)表。"
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(guān)蛋白作為靶點設(shè)計藥物將可能有助于人們治療這些疾病。