Ein umfassender Überblick über den Zelltod

Ein umfassender Überblick über den Zelltod

Der Zelltod ist ein wesentlicher Aspekt der Zellbiologie, der eine entscheidende Rolle bei Entwicklung, Homöostase und Krankheit spielt. In diesem Blog konzentrieren wir uns auf Mechanismen und verschiedene Arten des Zelltods und beleuchten die wissenschaftlichen Grundlagen von Apoptose, Nekrose und regulierten Nekrosevarianten. 

Inhaltsverzeichnis


Apoptose 


Apoptose, eine Form des Zelltods, entsteht, wenn das apoptotische Programm einer Zelle in Gang gesetzt wird. Dieses Programm ist im Wesentlichen eine Folge verschlüsselter Anweisungen, die in der DNA der Zelle gespeichert sind. Mit Beginn der Apoptose durchläuft die Zelle eine Kaskade von Transformationen, die in ihrem Untergang gipfeln. Sobald dieser Prozess in Gang gesetzt wird, wird er unumkehrbar und macht jegliche Rettungsversuche zwecklos. Apoptose ist ein natürliches Phänomen und ein ständiges Phänomen in unserem Körper. Es dient der Beseitigung gealterter, beeinträchtigter oder überzähliger Zellen. Darüber hinaus spielt die Apoptose eine zentrale Rolle bei Entwicklungsprozessen und Immunreaktionen. 

So messen Sie Apoptose


Phänotypische Veränderungen und das Vorhandensein spezifischer Proteine ​​unterscheiden apoptotische Zellen von lebensfähigen. Zur Beurteilung und Quantifizierung apoptotischer Vorkommnisse innerhalb einer Zellpopulation stehen mehrere Techniken zur Verfügung. Diese Methoden umfassen 



Test 
Beschreibung 
Probentyp 
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Im Assay wird ein spezifisches Substrat (N-Ac-DEVD-AFC) durch aktive Caspase-3 gespalten, wodurch ein stark fluoreszierendes Produkt entsteht  
Zell- und Gewebelysat  
Fluorometrisch 
Die Depolarisation und die anschließende Abnahme des mitochondrialen Membranpotentials ist ein charakteristisches Merkmal apoptotischer Zellen  
Zellproben 
Fluorometrisch 
DNA-Fragmentierung, die ein Kennzeichen der Apoptose ist 
Paraffinschnitt, Gefrierschnitt, Zellobjektträger 
Kolorimetrisch/fluorometrisch 
Erkennt Veränderungen, die an der Lipiddoppelschicht zu Beginn der Apoptose auftreten 
Zellproben 
Fluorometrisch 
Decreased levels of ATP and increased levels of ADP represent apoptotic cells 
Zellproben 
Fluorometrisch 

Nekrose


Nekrose stellt eine pathologische Sequenz dar, die durch den Untergang von Zellen oder Geweben innerhalb eines lebenden Organismus gekennzeichnet ist. Dieses Phänomen entsteht durch eine Reihe von Faktoren, darunter Verletzungen, Infektionen, unzureichende Blutversorgung (Ischämie), Toxine oder Grunderkrankungen. Im Gegensatz zum programmierten Zelltod (Apoptose), der kontrollierten und organisierten Mustern folgt, verläuft die Nekrose tendenziell unberechenbar und unreguliert. Die Auswirkungen einer Nekrose reichen von lokalisierten Gewebeschäden bis hin zu umfassenderen Organfehlfunktionen, abhängig von der Größe und Lage der betroffenen Zellen oder Gewebe. Das Erfassen der Ursprünge, Erscheinungsformen und potenziellen Komplexitäten der Nekrose ist für die Diagnose und Behandlung verschiedener Erkrankungen von größter Bedeutung. Darüber hinaus kann die Erforschung präventiver Strategien eine entscheidende Rolle dabei spielen, die Anfälligkeit für Nekrose zu verringern und die allgemeine Gesundheit und das allgemeine Wohlbefinden zu schützen. 
Abb. 1: Unterschiede zwischen Apoptose und Nekrose 

So messen Sie Nekrose


Multiple techniques are available to assess and quantify necrotic occurrences within a cell population. These methodologies encompass: 

Nekrose-bezogene ELISA-Kits


Human Tumor Necrosis Factor(TNF) ELISA KitSize96 AssaysRange15.6-1000 pg/mLELISA TypeSandwich 

Das ELISA-Kit für den humanen Tumornekrosefaktor (TNF) ist ein Spezialwerkzeug für den quantitativen Nachweis von TNF in menschlichen biologischen Proben. Dieses ELISA-Kit bietet ein empfindliches und genaues Mittel zur Messung des TNF-Spiegels und ermöglicht es Forschern und Klinikern, Einblicke in die Entzündungsreaktion und verschiedene Krankheitszustände zu gewinnen, bei denen TNF eine entscheidende Rolle spielt. Mit seinen präzisen Messfunktionen trägt das TNF ELISA Kit zu einem tieferen Verständnis der Dynamik des Immunsystems und möglicher therapeutischer Interventionen bei. 


Humanes LDHA/L-Lactat-Dehydrogenase-A-Ketten-ELISA-Kit
Empfindlichkeit 0,469 ng/ml
Bereich 0,781–50 ng/ml
ELISA-Typ-Sandwich 

Die LDHA/L-Lactat-Dehydrogenase-A-Kette kommt überwiegend im Muskelgewebe vor und katalysiert die Umwandlung von L-Lactat und NAD in Pyruvat und NADH im letzten Schritt der anaeroben Glykolyse. Mutationen in der LDHA/L-Lactat-Dehydrogenase-A-Kette wurden mit dem Fanconi-Bickel-Syndrom und Belastungsmyoglobinurie in Verbindung gebracht. Das Assay Genie Human LDHA/L-Lactat-Dehydrogenase-A-Ketten-ELISA-Kit ist ein hochempfindlicher Assay für die quantitative Messung der LDHA/L-Lactat-Dehydrogenase-A-Kette in Serum, Blut, Plasma, Zellkulturüberständen und Gewebeproben.


Humanes HMGB1 ELISA-Kit
Empfindlichkeit 18,75 pg/ml
Bereich 31,25–2000 pg/ml
ELISA-Typ-Sandwich 

Das High Mobility Group Protein B1 (HMGB1) ist ein Mitglied der High Mobility Group-Box-Superfamilie. Es wurde auch gezeigt, dass HMGB1 als DAMP-Molekül (Danger Associated Molecular Pattern) fungiert, das die Immunantwort bei Gewebeverletzungen verstärkt. Es wird angenommen, dass HMGB1 eine Rolle bei der Entstehung mehrerer chronischer Entzündungs- und Autoimmunerkrankungen sowie von Krebs spielt. Das Assay Genie Human HMGB1 ELISA-Kit ist ein hochempfindlicher Assay für die quantitative Messung von HMGB1 in Serum-, Plasma-, Zell- und Gewebelysaten.


Arten der regulierten Nekrose


Die regulierte Nekrose umfasst verschiedene unterschiedliche Formen des Zelltods, die jeweils durch spezifische molekulare Mechanismen und physiologische Auslöser gekennzeichnet sind. Zu den bekanntesten Arten der regulierten Nekrose gehören:


1. Nekroptose: Nekroptose ist eine Form der regulierten Nekrose, die einen programmierten Zelltodprozess mit unterschiedlichen molekularen Komponenten und Auslösern beinhaltet. Im Gegensatz zur Apoptose, die durch einen kontrollierten Zellabbau gekennzeichnet ist, führt die Nekroptose zum Zellbruch und zur Freisetzung von Zellinhalten, was eine Entzündungsreaktion auslösen kann. Sie wird oft als „programmierte Nekrose“ bezeichnet, da sie Merkmale sowohl der Apoptose als auch der Nekrose aufweist. Nekroptose dient als Backup-Mechanismus, wenn apoptotische Wege beeinträchtigt sind, beispielsweise wenn Caspasen gehemmt werden. Es ist an verschiedenen physiologischen und pathologischen Zuständen beteiligt, darunter Entzündungen, Immunität und Gewebereparatur. Eine Fehlregulation der Nekroptose wurde mit Krankheiten wie neurodegenerativen Erkrankungen, Virusinfektionen und entzündlichen Erkrankungen in Verbindung gebracht.


2. Pyroptose: Pyroptose ist eine weitere Form der regulierten Nekrose, die hauptsächlich in Immunzellen als Reaktion auf mikrobielle Infektionen auftritt. Es ist durch Zellschwellung, Membranriss und die Freisetzung entzündungsfördernder Inhalte gekennzeichnet. Pyroptose wird durch Inflammasomen vermittelt, bei denen es sich um Multiproteinkomplexe handelt, die je nach Zelltyp und Spezies entzündliche Caspasen, insbesondere Caspase-1 oder Caspase-11, aktivieren. Pyroptose dient als Abwehrmechanismus gegen intrazelluläre Krankheitserreger, indem sie antimikrobielle Peptide freisetzt und eine Entzündungsreaktion auslöst, die Immunzellen anzieht. Allerdings kann eine übermäßige oder fehlregulierte Pyroptose zu Gewebeschäden und entzündlichen Erkrankungen führen. Die Erforschung der Pyroptose hat Auswirkungen auf das Verständnis von Infektionskrankheiten, Autoimmunität und möglichen therapeutischen Interventionen.

So messen Sie Nekroptose


Nekroptose-bezogene ELISA-Kits


Humanes RIPK1 (Rezeptor-interagierende Serin/Threonin-Kinase 1) ELISA-Kit
Empfindlichkeit 0,094 ng/ml
Bereich 0,156–10 ng/ml
ELISA-Typ-Sandwich 

RIPK1 (Receptor Interacting Serine/Threonine Kinase 1) kodiert für ein Mitglied der Rezeptor-Interacting Protein (RIP)-Familie der Serin/Threonin-Proteinkinasen. RIPK1 (Receptor Interacting Serine/Threonine Kinase 1) spielt eine Rolle bei Entzündungen und Zelltod als Reaktion auf Gewebeschäden, bei der Erkennung von Krankheitserregern und als Teil der Entwicklungsregulation. Zu den mit RIPK1 (Rezeptor-interagierende Serin/Threonin-Kinase 1) verbundenen Krankheiten gehören Immunschwäche, Autoinflammation mit episodischem Fieber und Lymphadenopathie. 


Humanes MLKL-ELISA-Kit (Mixed Lineage Kinase Domain-like).
Empfindlichkeit 0,188 ng/ml
Bereich 0,313–20 ng/ml
ELISA-Typ-Sandwich 

MLKL (Mixed Lineage Kinase Domain-like) gehört zur Proteinkinase-Superfamilie. MLKL (mixed lineage kinase domain-like) spielt eine entscheidende Rolle bei der durch den Tumornekrosefaktor (TNF) induzierten Nekroptose, einem programmierten Zelltodprozess, über die Interaktion mit dem Rezeptor-interagierenden Protein 3 (RIP3). Hohe Konzentrationen an MLKL (mixed lineage kinase domain-like) werden mit entzündlichen Darmerkrankungen und Diabetes in Verbindung gebracht. Der Assay Genie Human MLKL (Mixed Lineage Kinase Domain-like) ELISA ist ein hochempfindlicher Assay zur quantitativen Messung von MLKL (Mixed Lineage Kinase Domain-like) in Serum, Blut, Plasma, Zellkulturüberständen und Gewebeproben.


Humanes RIPK3 (Rezeptor-interagierende Serin/Threonin-Protein-Kinase 3) ELISA-Kit
Empfindlichkeit 0,188 ng/ml
Bereich 0,313–20 ng/ml
ELISA-Typ-Sandwich 
RIPK3 (Rezeptor-interagierende Serin/Threonin-Protein-Kinase 3) ist überwiegend im Zytoplasma lokalisiert und kann abhängig von neuartigen Kernlokalisierungs- und Exportsignalen einen nukleozytoplasmatischen Shuttle durchlaufen. RIPK3 (Rezeptor-interagierende Serin/Threonin-Protein-Kinase 3) ist ein Bestandteil des Tumor-Nekrose-Faktor (TNF)-Rezeptor-I-Signalkomplexes und kann durch schwache Aktivierung des NF-kappaB-Transkriptionsfaktors Apoptose induzieren. Zu den mit RIPK3 (Rezeptor-interagierende Serin/Threonin-Protein-Kinase 3) assoziierten Krankheiten gehören Infektionen mit dem Herpes-simplex-Virus und Caspase-8-Mangel


So messen Sie Pyroptose 


Marker 
Beschreibung 
Die Spaltung von Gasdermin-D erfolgt während der Pyroptose und führt zur Porenbildung  
Pyroptose ist durch die Bildung des Inflammasoms gekennzeichnet; Ein Marker für das Inflammasom ist NLRP3  
Die Spaltung von Caspase-1 ist ein Marker für seine Aktivität. Aktivierte Caspase-1 spaltet IL-1β und Gasdermin D 
Zusammenfassend konzentriert sich dieser Aufsatz auf den orchestrierten Prozess der Apoptose und Nekrose, einschließlich regulierter Formen. Ein tieferes Verständnis dieser Phänomene ist entscheidend für die Entschlüsselung ihrer Rolle in verschiedenen biologischen Szenarien. Durch die Erforschung von Messtechniken öffnen wir die Tür zur Aufklärung der Komplexität des Zelltods und seiner weitreichenden Auswirkungen und tragen letztendlich zu Fortschritten sowohl in der Grundlagenforschung als auch bei potenziellen Therapiestrategien bei. 
3rd Sep 2024 Shanza Riaz

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