凋亡（apoptosis）是一種細胞控制的程序性細胞死亡方式，在維持內環境穩態、發育過程中發揮著重要作用。凋亡水平下調能導致癌癥的發生，而上調則與感染、神經退行性疾病和自身免疫性疾病密切相關。在細胞調節凋亡的分子機制中包含intrinsic pathway和extrinsic pathway。Intrinsic pathway又稱線粒體凋亡通路，是已Bcl2蛋白家族為調節核心的凋亡調節通路。根據功能和Bcl2 homology (BH) domains的組成，Bcl-2家族蛋白可分為三類。第一類：抗凋亡Bcl2蛋白，含結構域BH1、BH2、BH3、BH4，如Bcl-2、Bcl xl，通過與促凋亡成分直接作用抑制細胞凋亡。第二類：促凋亡蛋白Bax和Bak，含結構域BH1、BH2、BH3,直接參與MOM穿孔反應。第三類：BH3-only蛋白，如Bid、Bim、PUMA，能直接激活凋亡。在沒有上游凋亡信號的情況下，抗凋亡蛋白與促凋亡蛋白結合進而抑制它們的激活。而在激活信號如生長因子缺失、輻射或毒素的刺激下，凋亡信號激活并引發下游caspase-9的激活，進而激活凋亡級聯反應。

                                               圖1 凋亡信號通路[1]
   新的研究鑒定了人體中caspase-1, 4 or 5以及小鼠中 caspase-1 and 11的底物GSDMD，被剪切的GSDMD的30kD的N-terminal domain激活了一種新的細胞死亡方式，焦亡（pyroptosis）[2]。壞死性凋亡（necroptosis）是由RIP1/RIP3/MLKL信號通路調節的死亡方式， MLKL的磷酸化活化轉移至細胞質膜上是其激活的核心。
   近期發表于Cell Death Discovery上的一文研究了三者間是否存在共同的調節作用[3]。該文作者提出問題：Bcl-2抑制凋亡的同時，是否也調節其他的細胞死亡方式？

                                       圖2 Bcl-2與GSDMD的BH3-like domain相互作用
   作者首先通過序列分析指出GSDMD的N端含有BH3-like結構的特征序列：Hy-xxx-Hy-K/R-xx-Small-D/E-x-Hy。通過內源性IP、截短驗證、體外pull-down實驗，作者證明了Bcl-2能與GSDMD的N端直接結合。此外，作者也鑒定了GSDMD-L150Q和Bcl-2 G145A在兩者相互作用中的核心作用。如圖2所示。進一步的研究指出該結合能抑制caspases 1、4、5剪切GSDMD形成30kD的N-terminal片段。有趣的是，Bcl-2的作用下，GSDMD形成一種10kD左右的N端剪切體。生化實驗表明該剪切形式是發生在GSDMD D87位點。雖然體內實驗表明Bcl-2抑制GSDMD的D275剪切并促進D87剪切的發生，但體外實驗顯示Bcl-2也抑制caspase-3對GSDMD的D87剪切作用。在功能研究中中，作者指出Bcl-2的水平影響NLRP3介導的炎癥激活。

                                      圖3 Bcl-2與MLKL的BH3-like domain相互作用
   在MLKL的165-176氨基酸中，作者也分析發現了BH3-like domain。體內外的實驗也證明了Bcl-2與MLKL的BH3-like domain直接相互作用。如圖3所示。而該作用能抑制RIP誘導MLKL的磷酸化和寡聚化。功能研究中，Bcl-2能抑制TSZ處理誘導的HT-29細胞壞死性凋亡。
最后，作者指出：這并不是Bcl-2與非Bcl2家族蛋白的BH3-like domain結合的首次報道。也有報道指出Bcl-2與Beclin-1的BH3-like domain結合并抑制自噬[4]。這項研究展示了兩個新的實例。
參考文獻：
1.Brumatti, G., et al., 'Did He Who Made the Lamb Make Thee?' New Developments in Treating the 'Fearful Symmetry' of Acute Myeloid Leukemia. Trends Mol Med, 2017. 23(3): p. 264-281.
2.Shi, J., et al., Cleavage of GSDMD by inflammatory caspases determines pyroptotic cell death. Nature, 2015. 526(7575): p. 660-5.
3.Shi, C.-S. and J.H. Kehrl, Bcl-2 regulates pyroptosis and necroptosis by targeting BH3-like domains in GSDMD and MLKL. Cell Death Discovery, 2019. 5(1).
4.Pattingre, S., et al., Bcl-2 antiapoptotic proteins inhibit Beclin 1-dependent autophagy. Cell, 2005. 122(6): p. 927-39.