编辑推荐：
为探究 GSDME 在 GSDMD 非依赖的髓核（NP）细胞焦亡中的作用机制，研究人员分析微阵列数据集，建立细胞和动物模型开展研究。结果发现 Ocifisertib 可抑制 GSDME 裂解，缓解焦亡介导的椎间盘退变（IDD），为 IDD 治疗提供新方向。
在人体的脊柱结构中，椎间盘起着至关重要的缓冲和支撑作用。然而，随着年龄增长、不良生活习惯等因素影响，椎间盘退变（Intervertebral Disc Degeneration，IDD）问题日益凸显，成为困扰众多人的健康难题。目前，关于 IDD 领域细胞死亡的研究主要集中在细胞凋亡和细胞衰老方面，对于焦亡（Pyroptosis）这一典型的程序性细胞死亡形式在 IDD 进展中的作用研究还处于起步阶段。尤其是 GSDME 是否通过 GSDMD 非依赖途径参与 NP 细胞焦亡尚不明确。为了深入探究这些问题，福州第二总医院和福建医科大学第三临床医学院的研究人员开展了一系列研究。
研究人员首先对从 GEO 数据库获取的 mRNA 表达数据集 GSE146904 进行分析，筛选出与 IDD 相关的差异表达基因（Differentially Expressed Genes，DEGs），并进行基因本体（Gene Ontology，GO）分析和通路富集分析。接着，收集人体不同退变程度的 NP 组织样本，分为对照组和退变组，对样本进行蛋白质免疫印迹（Western blot）分析和免疫组织化学（Immunohistochemical，IHC）染色。同时，获取人 NP 组织并分离培养 NP 细胞，用脂多糖（Lipopolysaccharides，LPS）诱导建立 NP 细胞焦亡模型，还通过转染 GSDMD 的小干扰 RNA（siRNA）抑制 GSDMD 表达。此外，运用分子对接技术筛选可能与 GSDME 结合的化合物。最后，建立 AF 穿刺诱导的 IDD 大鼠模型，对大鼠进行分组处理并开展相关实验。
通过上述研究，研究人员得出了一系列重要结论。在 IDD 中，焦亡被激活。分析 GSE146904 数据集并进行 GO 分析发现，焦亡是与 IDD 相关的重要生物学过程，且 GSDME 与 caspase-1、TP63、CYCS 和 caspase-3 等基因共表达。对人 NP 组织的检测结果显示，IDD 患者 NP 组织中裂解的 GSDMD 和 GSDME 表达上调，意味着焦亡激活与椎间盘退变呈正相关。
在体外实验中，LPS 可诱导 NP 细胞焦亡。随着 LPS 浓度增加和处理时间延长，NP 细胞中裂解的 GSDMD 和 GSDME 表达水平上升，确定 100ng/ml LPS 处理 3h 为后续体外实验条件。同时，在该模型中 IL-1β 和 IL-18 表达显著上调，表明 LPS 可能通过激活炎症小体促进促炎细胞因子成熟和分泌诱导焦亡。
进一步研究发现，GSDME 介导 GSDMD 非依赖的 NP 细胞焦亡。用尼日利亚菌素（Nigericin）和 MCC950 处理 NP 细胞，结果表明 LPS 通过激活 NLRP3 炎症小体诱导 caspase-1/GSDMD 介导的焦亡。抑制 GSDMD 表达后，LPS 仍能诱导 NP 细胞焦亡，且裂解的 GSDME 表达代偿性增加，说明 NLRP3 可通过 GSDMD 非依赖方式刺激 caspase-1 和 GSDME 裂解诱导焦亡。
Ocifisertib 可缓解焦亡介导的 IDD。分子对接筛选出 Ocifisertib 等与 GSDME 结合能力良好的化合物，体外实验显示 Ocifisertib 预处理可抑制 GSDME 裂解，减少 IL-1β 和 IL-18 释放。在体内实验中，对 AF 穿刺诱导的 IDD 大鼠模型局部注射 Ocifisertib，8 周后发现其能显著减轻椎间盘退变，验证了 Ocifisertib 在治疗 IDD 方面的潜力。
研究结论表明，GSDME 的裂解通过加速 NP 细胞焦亡加重 IDD，而 Ocifisertib 通过抑制 GSDME 裂解，阻碍 NP 细胞焦亡进程，进而缓解 IDD。这揭示了 GSDME 作为治疗 IDD 关键分子靶点的潜力，为生物治疗 IDD 提供了新的策略和方向。不过，该研究也存在一定局限性，如 NLRP3 信号通路的激活机制尚不明确，单纯抑制 GSDME 裂解可能不足以达到理想治疗效果，Ocifisertib 的最佳剂量、潜在副作用以及是否存在其他作用途径等问题有待进一步研究。尽管如此，该研究依然为椎间盘退变的治疗开辟了新的思路，具有重要的理论和实践意义。
研究人员在开展研究时，主要运用了以下关键技术方法：生物信息学分析，筛选与 IDD 相关的 DEGs 并进行功能富集分析；蛋白质免疫印迹分析，检测相关蛋白表达水平；免疫组织化学染色和免疫荧光技术，观察蛋白表达定位和细胞因子表达；细胞转染技术，抑制 GSDMD 表达；分子对接技术，筛选与 GSDME 结合的化合物；建立细胞和动物模型，模拟体内外疾病状态进行研究。
