מוות תאי הוא תהליך פיזיולוגי בסיסי בכל האורגניזמים החיים. בשנים האחרונות, מחקרים משמעותיים הראו כי מוות תאי מעורב בחסינות ובאיזון בתוך האורגניזם. חקר מוות תאי עוזר לנו להבין טוב יותר את הופעתן והתפתחותן של מחלות. תוארו מספר צורות של מוות תאי מתוכנת, וכמה מטרות מפתח בתהליכים אלה זוהו. פירופטוזיס, אפופטוזיס ונקרופטוזיס הם שלושת מסלולי המוות התאיים המתוכנתים המוגדרים גנטית המעורבים באיזון פנימי ובמחלות1.
Pyroptosis מאופיין על ידי היווצרות של נקבוביות הממברנה ואת שחרורו של תוכן התא. קספזות או גראנזימים פעילים מנתקים גזדרמינים כדי להפריד את תחומי N-terminal שלהם, אשר לאחר מכן אוליגומריים, נקשרים לקרום ויוצרים נקבוביות 2,3,4. נקבובית הגסדרמין מספקת תעלת הפרשה לא טיפוסית על פני קרומי התאים, וכתוצאה מכך תגובות תאים במורד הזרם, כולל שחרור תוכן וזרימת יונים 2,3,4. בסופו של דבר, התאים חווים בסופו של דבר קרע בקרום הפלזמה וליזה פירופטוטית בסיוע נינג'ורין-15. באפופטוזיס, Bax ו-Bak מופעלים יוצרים אוליגומרים על הממברנה החיצונית של המיטוכונדריה ומשחררים ציטוכרום C, המווסת על ידי איזון בין חלבונים פרואפופטוטיים ואנטי-אפופטוטיים ממשפחת BCL-2, קספזות יוזמות (קספאז-8, -9 ו-10-) וקספזות אפקטור (קספאז-3, -6 ו-7)1,6,7. השינויים המורפולוגיים של אפופטוזיס כוללים דימום ממברנה, התכווצות תאים, פיצול גרעיני, עיבוי כרומטין והיווצרות גוף אפופטוטי 6,8. הקולטן סרין/תראונין-פרוטאין קינאז 1 (RIPK3) וקינאז דמוי שושלת מעורבת (MLKL) הם שני מרכיבי ליבה במורד הזרם של מנגנון נקרופטוטי1. RIPK3 מגייס ופוספורילטים MLKL, p-MLKL אוליגומריזציה, מתקשר לקרום התא, יוזם נקבים בממברנה, גורם לזרם יונים, מגביר אוסמולריות תוך תאית, ובסופו של דבר קרע תאים 6,9. Gasdermins ו- MLKL נקשרים לקרום הפלזמה ומתווכים פירופטוזיס ונקרופטוזיס, בהתאמה, בעוד BAX/BAK מתווך אפופטוזיס על ידי קשירה לקרום החיצוני של מיטוכונדריה6.
למרות שלכל מסלול יש מנגנונים ותוצאות ספציפיים, הם מובילים לשינויים דומים על קרום התא. בנסיבות רגילות, פוספטידיל-סרין (PS) ממוקם רק בעלון הפנימי של קרום הפלזמה. עם זאת, בשלבים המוקדמים של פירופטוזיס, אפופטוזיס ונקרופטוזיס, PS ייחשף, מחוץ לקרום הפלזמה. Caspase-3/caspase-7 מפעיל משפחות TMEM16 ו-XKR, מה שמוביל לקרום תא אסימטרי ומחצין PS במהלך אפופטוזיס10. זרם Ca2+ בתיווך D של Gasdermin ו- MLKL מוביל לאובדן הסימטריה של דו-שכבת הפוספוליפידים על קרום התא ולחשיפה של PS. החשיפה מתרחשת לפני אובדן שלמות קרום התא11,12. בהתבסס על השינויים הדומים בממברנה של שלושת הסוגים האלה של מוות תאי מתוכנת, אנו משתמשים בציטומטריית זרימה כדי לנתח צביעה כפולה של Annexin V/7-Aminoactinomycin D (7-AAD) כדי לזהות מוות תאי. Annexin V, חלבון קושר פוספוליפידים תלוי סידן, יש זיקה גבוהה PS, אשר יכול לשמש בדיקה רגישה כדי לזהות PS חשוף על פני השטח של קרום פלזמה13. 7-AAD הוא כתם חומצת גרעין שאינו יכול לעבור דרך כל קרום התא. הוא דומה לפרופידיום יודיד (PI), צבע נפוץ של חומצות גרעין. יש להם מאפיינים פלואורסצנטיים דומים, אך ל-7-AAD יש ספקטרום פליטה צר יותר ופחות הפרעות לערוצי גילוי אחרים. בשל קווי דמיון אלה, אין זה מספיק להבחין בין פירופטוזיס, אפופטוזיס ונקרופטוזיס. השתמשנו בציטומטריית זרימה כדי לזהות מוות תאי מתאים שלמים. שיטה שנייה משמשת ללכידת קרום התא באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) כדי לבחון את הצורות האפשריות של מוות תאי בתאים בודדים.
הקמנו מודל ליפופוליסכריד (LPS) ואדנוזין טריפוספט (ATP) המושרה על ידי פורבול-12-מיריסטט-13-אצטט (PMA) - שיקוע שומנים ממוין במונוציטים אנושיים (THP-1) מקרופאגים כדי לצפות במוות תאי. פרוטוקול זה מתמקד בהתבוננות במוות תאי ולא בחקירת מנגנונים.