Hücre ölümü, tüm canlı organizmalarda temel bir fizyolojik süreçtir. Son yıllarda, önemli çalışmalar, hücre ölümünün organizma içindeki bağışıklık ve dengede rol oynadığını göstermiştir. Hücre ölümünü incelemek, hastalıkların başlangıcını ve gelişimini daha iyi anlamamıza yardımcı olur. Programlanmış hücre ölümünün çeşitli biçimleri tanımlanmış ve bu süreçlerdeki bazı kilit hedefler tanımlanmıştır. Pipoptoz, apoptoz ve nekrotoz, iç denge ve hastalık1'de yer alan genetik olarak tanımlanmış üç programlanmış hücre ölümü yoludur.
Piraktoz, zar gözeneklerinin oluşumu ve hücre içeriğinin salınması ile karakterizedir. Aktive edilmiş kaspazlar veya granzimler, daha sonra oligomerleşen, zara bağlanan ve gözenekleri 2,3,4 oluşturan N-terminal alanlarını ayırmak için gasderminleri parçalar. Gasdermin gözeneği, hücresel zarlar boyunca atipik bir salgı kanalı sağlar, bu da içerik salınımı ve iyon akışı 2,3,4 dahil olmak üzere aşağı akış hücre tepkilerine neden olur. Sonuçta, hücreler sonunda ninjurin-15 tarafından kolaylaştırılan plazma zarı yırtılması ve piroptotik lizis yaşarlar. Apoptozda, aktive edilmiş Bax ve Bak, mitokondriyal dış zar üzerinde oligomerler oluşturur ve BCL-2 ailesinin proapoptotik ve antiapoptotik proteinleri, başlatıcı kaspazlar (kaspaz-8, -9 ve -10) ve efektör kaspazlar (kaspaz-3, -6 ve -7) arasındaki denge ile düzenlenen sitokrom C'yi serbest bırakır1,6,7. Apoptozun morfolojik değişiklikleri arasında membran kanaması, hücre büzülmesi, nükleer parçalanma, kromatin yoğunlaşması ve apoptotik cisim oluşumubulunur 6,8. Reseptör etkileşimli serin / treonin-protein kinaz 1 (RIPK3) ve karışık soy kinaz alanı benzeri (MLKL), nekrototik mekanizma1'in iki aşağı akış çekirdek bileşenidir. RIPK3 MLKL'yi işe alır ve fosforile eder, p-MLKL oligomerize eder, hücre zarı ile birleşir, zar deliklerini başlatır, iyon akışına neden olur, hücre içi ozmolariteyi arttırır ve sonunda hücre yırtılması 6,9. Gasdermins ve MLKL plazma zarına bağlanır ve sırasıyla piroptoz ve nekrotoza aracılık ederken, BAX/BAK mitokondri6'nın dış zarına bağlanarak apoptoza aracılık eder.
Her yolun kendine özgü mekanizmaları ve sonuçları olmasına rağmen, hücre zarında benzer değişikliklere yol açarlar. Normal şartlar altında, fosfatidilserin (PS) sadece plazma zarının iç broşüründe lokalizedir. Bununla birlikte, piroptoz, apoptoz ve nekrotozun erken evrelerinde, PS plazma zarının dışında açığa çıkacaktır. Kaspaz-3 / kaspaz-7, asimetrik bir hücre zarına yol açan ve apoptoz10 sırasında PS'yi dışsallaştıran TMEM16 ve XKR ailelerini aktive eder. Gasdermin D aracılı ve MLKL aracılı Ca2 + akışı, hücre zarı üzerindeki fosfolipid çift tabakasının simetrisinin kaybına ve PS'nin maruz kalmasına yol açar. Maruziyet, hücre zarı bütünlüğünün kaybından önce gerçekleşir11,12. Bu üç tip programlanmış hücre ölümünün zarındaki benzer değişikliklere dayanarak, hücre ölümünü tespit etmek için Annexin V / 7-Aminoaktinomisin D (7-AAD) çift boyamasını analiz etmek için akış sitometrisi kullanıyoruz. Kalsiyuma bağımlı bir fosfolipid bağlayıcı protein olan Annexin V, plazma zarının13 yüzeyinde açıkta kalan PS'yi tespit etmek için hassas bir prob görevi görebilen PS için yüksek bir afiniteye sahiptir. 7-AAD, tüm hücre zarından geçemeyen bir nükleik asit lekesidir. Yaygın olarak kullanılan bir nükleik asit boyası olan propidyum iyodür (PI) ile benzerdir. Benzer floresan özelliklerine sahiptirler, ancak 7-AAD daha dar bir emisyon spektrumuna ve diğer algılama kanallarıyla daha az parazite sahiptir. Bu benzerlikler nedeniyle piroptoz, apoptoz ve nekrotoz arasında ayrım yapmak yeterli değildir. Tüm hücrelerden hücre ölümünü tespit etmek için akış sitometrisi kullandık. Tek tek hücrelerde olası hücre ölümü biçimlerini gözlemlemek için taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanarak hücre zarını yakalamak için ikinci bir yöntem kullanılır.
Hücre ölümünü gözlemlemek için insan monosit (THP-1) makrofaj modelinde lipopolisakkarit (LPS) ve adenozin trifosfat (ATP) ile indüklenen forbol-12-miristat-13-asetat (PMA) ile farklılaşmış lipid birikimi oluşturduk. Bu protokol, mekanizmaları araştırmaktan ziyade hücre ölümünü gözlemlemeye odaklanır.