Cell Reports | Matthias Mann团队新研究揭示凋亡Vs坏死性细胞死亡过程蛋白质组差异

为了揭示凋亡和坏死性炎症的差异，研究者利用label-free蛋白质组定量技术（质谱策略）对TNF诱导的凋亡性（TNF+SM）和坏死性（TNF+SM+IDN-6556）U937细胞上清液（样本策略）进行了定量分析，共鉴定出3,507个蛋白质。研究发现，与对照组相比，细胞坏死有数百种蛋白质的水平发生了显著变化，两种死亡方式蛋白差异主要体现在胞质蛋白的减少，以及线粒体蛋白和ER蛋白的增加（图2）。

蛋白组分析显示与对照组相比，U937细胞坏死后期常规的细胞因子（含N端信号肽）分泌显著下调，而非常规细胞因子分泌无显著差异。进一步对坏死刺激的ER- Golgi网络分泌的常规细胞因子的系统检测结果显示：坏死早期常规分泌细胞因子显著增加，坏死后期只检测到少量常规细胞因子，而其细胞内水平和非常规因子的分泌在坏死前后期都无显著变化，表明ER- Golgi网络在坏死前期被激活，而在坏死后期被抑制（图3）。

进一步对比凋亡和坏死细胞释放的蛋白质谱，研究人员发现“受体”蛋白在两种上清液中显著富集。然而，基于细胞外囊泡的蛋白质组分析证实“受体”蛋白并非通过胞吐释放。通过与DMSO处理组比较发现，“受体”蛋白衍生自受体胞外域的肽段，而“受体”蛋白脱落通过金属蛋白酶家族介导；与未处理组相比，“受体”蛋白脱落与其表达水平无关。另外，靶向干预实验表明仅通过同时阻断胱天蛋白酶激活和坏死性途径，才能完全预防TNF诱导的“受体”脱落（图4）。

最后，研究人员分析了凋亡和坏死性细胞释放的特异性蛋白，结果显示凋亡细胞中核小体蛋白显著富集，而坏死细胞中溶酶体蛋白显著富集。为了证明溶酶体蛋白是否在胞吐过程中通过细胞外囊泡释放，研究人员首先分析证实了坏死性细胞的胞外囊泡中溶酶体成分显著富集。进一步通过vacuolin特异性抑制溶酶体胞吐作用，结果显示用vacuolin处理坏死性细胞可部分抑制总上清液中溶酶体成分的释放，表明坏死性细胞可以通过溶酶体胞吐作用释放溶酶体蛋白（图5）。

总之，本研究提供了在凋亡和坏死细胞死亡期间差异性和普遍释放的蛋白质的定量和动态变化分析，为研究细胞凋亡和坏死病过程中的复杂的生物过程提供了坚实的基础。两种细胞死亡期间各种蛋白质均广泛地释放，其中一些导致炎症的发生，而其他一些则可能以更复杂的方式起作用，还需要更多的研究进一步阐明其中的调控机制。

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