在所有提出的程式性細胞死亡（PCD）形式中，細胞焦亡、細胞凋亡和壞死性凋亡是最明確的，其複雜的分子機制負責細胞死亡的啟動、轉導和執行[1]。 但實際上，這三種途徑之間存在複雜的串擾。 例如，在無菌性損傷和傳染病（例如甲型流感病毒I**感染）中，研究人員觀察到所有三種PCD途徑的生化標誌物啟用[1]。
2019年，美國學者Malireddi將這種具有焦亡、細胞凋亡和壞死性凋亡的新型死亡方式命名為泛細胞凋亡，並提出先天免疫感測器ZBP1和TAK1激酶在泛凋亡體複合體組裝的調控中發揮重要作用[2]。
提示：全凋亡是一種由特定觸發器啟用並受全光體複合體調控的炎症性 PCD 通路，它結合了細胞凋亡、細胞凋亡和/或壞死性凋亡的關鍵特徵，這也是術語全凋亡中“p”、“a”和“n”的**，但它不能用任何一種死亡方式來表徵焦亡、細胞凋亡、 和單獨的壞死性凋亡[1]。
圖1程式性細胞死亡的研究時間表和特徵[1]。
細胞死亡對於正常發育和對病原體入侵的抵抗力至關重要，並且是宿主抵禦病原體感染的一種手段。 已發現泛細胞凋亡發生在 I** 感染後和 TAK1 活性喪失後。 此外，多種病原體（如病毒、細菌、真菌甚至寄生蟲）以及其他非感染性因素（如腫瘤中的細胞因子）都可能引發宿主細胞的泛細胞凋亡（表 1）[3]。 表1可誘導巨噬細胞焦亡、細胞凋亡和壞死的病原體[3]。
多種蛋白質可以形成調節PCD的多蛋白複合物，根據各種蛋白質結構域之間的相互作用，PCD可分為三類：感覺結構域、組裝結構域和催化結構域[2]。 全凋亡體：全凋亡體泛細胞凋亡受上游受體和分子訊號的級聯調節，這些受體和分子訊號組裝成多聚體複合物，即全視光體。 全光體及其上游受體不僅是下游分子的啟用平台，也是3種PCD通路的啟動“主開關”[4][5]。 全視體體充當分子支架，允許參與焦亡、細胞凋亡和/或壞死性凋亡的關鍵分子偶聯和結合[1]。 感測器蛋白在感應病原體成分後，介導 ripk3、ripk1、casp8 和 fadd 等蛋白質組裝到全視體複合物中，從而誘導全凋亡[2][6]。 構成全光體體的蛋白質通常可分為三組：（1）ZBP1和NLRP3作為假定的PAMP和DAMP感測器，（2）ASC和FADD作為接頭，以及（3）RIPK1，RIPK3，Casp1和Casp8作為催化效應器[2]。 
那麼，上游受體如何特異性地識別病原微生物感染以及這些成分之間的相互作用呢？ 事實上，其具體機制仍然未知。 迄今為止，有三種定義明確的泛凋亡分子上游分子，即ZBP1、RIP1和AIM2，它們可以感知特定的刺激並觸發泛凋亡體的組裝，形成三個具有不同感測器和調節因子的泛凋亡體，即ZBP1-全光體、AIM2-全光體和RIPK1-全光體。 此外，TAK1、PSTpip2、Sharpin、Hoip、Hoil-1和A20也抑制全視光體的啟用[6]。
提示： 1）ZbP1泛凋亡體：Z-DNA結合蛋白1（ZBP1）是一種先天免疫受體，被鑑定為甲型流感病毒（i**）的受體，也是I**感染期間細胞死亡的主要調節因子。在I**刺激下，ZBP1作為特異性受體被啟用，進而觸發全視光體的組裝[7][8]。 在ZBP1-全凋亡形成後，可以啟動由焦亡、細胞凋亡和壞死性凋亡成分組成的泛細胞凋亡，最終導致溶解性炎症細胞死亡，其特徵是啟用半胱天冬酶-1、半胱天冬酶-3、半胱天冬酶-8和MLKL磷酸化[9]。
2）RIPK1泛凋亡小體：RIPK1介導的泛凋亡小體主要由RIPK1、ASC、caspase-1、caspase-8和死亡相關蛋白與死亡結構域（FADD）組成，這是Malireddi教授團隊首次提出的。研究小組還發現，TAK1可以作為RIPK1-全視小體的調節主開關，因為TAK1基因的缺失或功能失活可以觸發RIPK1-全視小體的組裝。 然而，後續研究發現，TAK1 缺乏同樣可以誘導 RIPK1 非依賴性啟用 RIPK1 非依賴性泛凋亡通路，該通路主要由 RIPK3-MLKL 介導。
3）AIM2泛細胞凋亡小體：其組成分子包括AIM2、ZBP1、Pyrin、ASC、Caspase-1、Caspase-8、RIPK1、RIPK3和FADD[10]。AIM2炎症小體感知雙鏈DNA，AIM2調控先天免疫感測器Pyrin和ZBP1驅動炎症訊號傳導和炎症細胞泛凋亡，在正常人類發育、傳染病、炎症和腫瘤中發揮重要作用。
說了這麼多，這種“三合一”的複雜細胞死亡方法應該如何研究和檢測呢？
首先，我們來談談檢測，因為泛細胞凋亡結合了焦亡、細胞凋亡和/或壞死性凋亡的關鍵特徵，所以在進行相關檢測時，這三個方面都是必不可少的！
小M之前也給大家整理過相關的檢測方法，所以本期就只整理一下，就不贅述了。
溫馨提示：泛細胞凋亡檢測方法及指標！
1）觀察細胞形態：細胞焦亡引起的細胞質腫脹和膜破裂;細胞凋亡的主要形態特徵包括染色質鞏固、DNA片段化、細胞膜起泡、細胞收縮和凋亡小體的形成。
2）檢測不同PCD中的關鍵蛋白：焦亡相關：caspase-1、caspase-3、gasdermins、AIM2、pyrin NLRP3等;Apoposis相關：caspase-3、caspase-7、caspase-8、parp、bax bcl等; 壞死性凋亡相關：MLKL、RIPK1、RIPK3、ZBP1等。
3）其他指標檢測：膜聯蛋白V-FITC和PI關節染色;TUNEL法; JC-1測試; ELISA檢測炎性細胞因子的釋放; 採用Western blott、流式細胞術等技術檢測炎症小體NLRP3的表達和caspase-1的啟用。
文獻案例解釋（if=39）。3）：
最近，Jin-Fei Lin等人發現，磷酸化NFS1可以通過預防全凋亡來減輕結直腸癌對奧沙利鉑的敏感性[11]。
使用基於體內代謝酶基因（CRISPR）-Cas9文庫篩選，作者發現NFS1的缺失顯著增強了CRC細胞對奧沙利鉑的敏感性。 體外和體內結果表明，NFS1 缺乏與奧沙利鉑協同作用，通過增加細胞內活性氧 （ROS） 水平來啟動泛細胞凋亡。
圖4磷酸化的NFS1通過降低ROS水平來減弱鉑基化學敏感性，從而防止全凋亡[11]。
為了研究發生的細胞死亡型別，採用多種常見細胞死亡途徑抑制劑聯合光學顯微鏡觀察細胞形態、YP1 PI染色、流式細胞術檢測細胞死亡等。 結果顯示，對焦亡（GSDME）抑制劑雙硫侖和自噬抑制劑3-甲基腺嘌呤無顯著影響，而細胞凋亡抑制劑Z-VAD-FMK、壞死性凋亡抑制劑壞死抑素-1、鐵死亡抑制劑鐵抑素-1和焦亡（GSDME）抑制劑AC-DMPD DMLD-CMK逆轉（但未完全恢復）奧沙利鉑**由NFS1缺陷引起的細胞活力降低和細胞毒性增加（圖5）。
圖5奧沙利鉑聯合多種抑制劑的細胞活力和毒性測定[11]。
A-B：對照和 NFS1 敲低 HCT116 細胞的細胞活力 （A） 和細胞毒性 （B） 評估; C-D：DLD1 細胞活力 （C） 和細胞毒性 （D） 評估的對照和 NFS1 敲低。
為了進一步證實全凋亡的發生，作者發現 NFS1 敲低與奧沙利鉑 ** 聯合使用可顯著增加死細胞數量，包括指示細胞凋亡或壞死性凋亡的 YP1 陽性細胞和指示細胞凋亡、焦亡或鐵死亡的 PI 陽性細胞（圖 6：左側圖 A-B 和右側圖 A-B）。
對HCT116細胞的分析還表明，聯合組從質膜中出現的大液泡數量明顯高於陰性對照組、NFS1敲低組和奧沙利鉑**組，提示焦亡的發生（圖6：左圖，A）。 此外，NFS1耗竭後的奧沙利鉑**定量增加了早期和晚期凋亡細胞的數量，並顯著減少了活細胞的數量（圖6：左圖，C-D和右圖C-D）。 此外，與對照組相比，在 NFS1 敲低組和奧沙利鉑**組中檢測到脂質 ROS 水平。 這種增加在聯合組中更為明顯，表明鐵死亡的發生（圖6：左、E和右E-F）。 因此，這些資料表明，NFS1 缺乏與奧沙利鉑聯合使用有助於全凋亡的啟用。
圖6NFS1缺乏與奧沙利鉑**協同誘導全凋亡[11]。
左圖）：a對照組有凋亡或壞死性凋亡風險的 YP1+ 細胞（綠色）和有凋亡、壞死性凋亡、焦亡或鐵死亡風險的 PI+ 細胞（紅色），以及用奧沙利鉑處理的 NFS1 敲低 HCT116 細胞。 底部顯示為明場，紅色箭頭表示質膜中冒出乙個大氣泡**; b.對 （A） 中的 YP1+ 和 PI+ 細胞進行定量分析。 C-D：流式細胞術 （C） 和膜聯蛋白 V pi 染色 （D） 定量，以評估對照組和用 PBS 或 OxiLiplatin 處理的 NFS1 敲低 DLD1 細胞的活細胞 （Annexin V-Pi-）、早期凋亡細胞 （Annexin V+ Pi-） 和晚期凋亡細胞 （Annexin V+ Pi+） 的百分比; e.通過 Bodipy 581 591 C11 探針測定評估對照和用奧沙利鉑處理的 NFS1 敲低 HCT116 細胞中的脂質 ROS 水平。
右圖）：a有凋亡或壞死性凋亡風險的 YP1+ 細胞（綠色）和有凋亡、壞死性凋亡、焦亡或鐵死亡風險的 PI+ 細胞（紅色）和對照組用奧沙利鉑處理的 NFS1 敲低 DLD1 細胞。 底部顯示為明場; b.對 （A） 中的 YP1+ 和 PI+ 細胞進行定量分析。 c.使用膜聯蛋白 V pi 染色進行流式細胞術分析，以評估對照組和用 PBS 或奧沙利鉑處理的 NFS1 敲除 HCT116 中活細胞 （Annexin V-pi-）、早期凋亡細胞 （Annexin V+ Pi-） 和晚期凋亡細胞 （Annexin V+ Pi+） 的百分比; d.（c） 培養基活細胞（膜聯蛋白 V-PI-）、早期凋亡細胞（膜聯蛋白 V+ PI-）和晚期凋亡細胞（膜聯蛋白 V+ PI+）的定量; e.使用 BodipyTM 581 591 C11 探針測定法評估 Oxaliplati 處理的對照細胞和 NFS1 敲低 DLD1 細胞中的脂質 ROS; f.本研究中使用的 ROS 脂質 ROS 分析策略。
此外，作者還評估了 NFS1 缺乏誘導奧沙利鉑下全凋亡的具體機制**。 綜上所述，奧沙利鉑介導的氧化應激增強了NFS1的絲氨酸磷酸化水平，NFS1以S293依賴性方式阻止了奧沙利鉑**下全凋亡的啟用。
在本期中，我們介紹了一種新的細胞死亡姿勢：泛細胞病，一種炎症性細胞死亡的程式性途徑。 ZBP1-全光體、AIM2-全光體和RIP1-全光體這三個重要的泛凋亡體起著重要的調控作用。 我希望你能從中得到一些東西
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