细胞焦亡（pyroptosis）是一种新发现的程序性细胞死亡方式，与细胞凋亡（apoptosis）相比，其发生更为迅速，并伴随大量促炎因子的释放。北京生命科学研究所（NIBS）邵峰院士团队首次揭示了细胞焦亡的分子机制，发现半胱天冬酶（caspase）炎症小体下游的Gasdermin家族蛋白在细胞焦亡中发挥关键作用。已知caspase-1/4/5/11通过切割Gasdermin家族成员GSDMD，释放其N端片段，该片段识别并结合细胞膜磷脂，形成孔洞，导致细胞渗透压变化和膜裂解，最终引发焦亡。

邵峰院士团队的最新研究进一步揭示了另一种Gasdermin家族蛋白GSDME介导细胞焦亡的机制，该成果发表于《自然》杂志，对癌症治疗（尤其是化疗）具有重要指导意义。与GSDMD不同，GSDME仅被caspase-3切割，释放出具有膜穿孔活性的N端片段。Caspase-3可被肿瘤坏死因子-α（TNFα）或化疗药物激活，通常诱导细胞凋亡；但当细胞表达GSDME时，凋亡迅速转为焦亡，或直接发生焦亡。

人体许多正常细胞表达GSDME蛋白。化疗药物处理这些细胞会诱导焦亡，而caspase抑制剂zVAD或GSDME敲除/敲低可阻断该过程。在GSDME敲除的健康小鼠中，化疗药物引起的有害副作用（如组织损伤和体重减轻）显著减轻。相比之下，大多数癌细胞不表达GSDME，其基因启动子区域因甲基化而转录抑制。使用DNA甲基化酶抑制剂地西他滨（decitabine）可上调GSDME水平，增强化疗药物对癌细胞的杀伤力。

该研究改变了人们对程序性细胞死亡的理解。Caspase-3长期以来被视为细胞凋亡的标志，如今发现其也与细胞焦亡相关。由caspase-3和GSDME介导的焦亡机制为优化化疗方案提供了新思路。