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从图中可以看出,细胞焦亡相关研究论文数量近年来呈爆发式增长。自2015年后进入快速发展阶段,2024年截至目前达到2,647篇,创下年度新高,占总发表量的四分之一以上。同时研究质量显著提升,高影响因子(IF≥20)的论文达到443篇(4.2%),中高质量期刊(IF 10-20)发表963篇(9.1%),这一趋势不仅反映了细胞焦亡作为新兴研究热点的学术价值,也表明其在基础研究和临床转化中的广阔前景。
近5年来,细胞焦亡研究在全球范围内发展迅速,中国(发表论文6747篇,约占75.3%)和美国(发表论文994篇,约占11.1%)占据主导地位,而德国、日本和澳大利亚分列第三到第五等国也在该领域中扮演重要角色。此外,新兴经济体的科研投入表明,细胞焦亡研究正在全球范围内广泛扩展,其应用前景吸引了多国的关注和参与。这一分布反映了全球对这一新兴领域的高度重视及其多样化的研究方向。
(SCI论文国家分布)
按照发表论文的总影响因子排序,焦亡领域全球TOP5活跃的医院依次为:华西医院、湘雅医院、武汉大学人民医院、波士顿儿童医院、同济医学院协和医院。 2024年进入到全球焦亡领域累计影响因子TOP20的中国其他领先医院:温州医科大学附属第二医院及育英儿童医院、南方医院、中山医院、同济医学院附属同济医院华中科技大学医学院等均榜上有名,表明中国的多个顶尖医院在该研究中发挥了重要作用。
(全球发表论文TOP20的医院排名)
在细胞焦亡(pyroptosis)的研究中,NLRP3、GSDMD、TLR4、GSDME 和 AIM2 等基因和靶点受到广泛关注,因为它们在调控炎症性细胞死亡和免疫反应中起着关键作用。下面是这些基因和蛋白在细胞焦亡中的主要功能:
A,NLRP3 (NOD-, LRR- and pyrin domain-containing protein 3):
NLRP3 是一个重要的炎症小体形成的调节因子,能够感应多种病理状态下的病原体和应激信号。NLRP3的活化可以促进炎症小体的形成,进而激活Caspase-B,Caspase-1
其活化导致炎症性细胞因子的成熟并分泌,以及促进GSDMD的裂解,最终引起细胞焦亡。
C,GSDMD (Gasdermin D):
GSDMD是执行细胞焦亡的关键效应蛋白。Caspase-1或Caspase-11裂解GSDMD,其N端片段能够在细胞膜上形成孔洞,导致细胞膜的破裂和细胞内容物的释放,从而引发细胞死亡和炎症反应。
D,TLR4 (Toll-like receptor 4):
TLR4是一种模式识别受体,能够识别细菌脂多糖(LPS)等病原体相关分子模式。TLR4的激活可以通过NF-κB信号通路促进炎症因子的表达,并可能间接激活NLRP3炎症小体,从而参与调控细胞焦亡。
E,GSDME (Gasdermin E):
与GSDMD类似,GSDME也可以被Caspase裂解,并在细胞膜上形成孔洞。它通常在凋亡过程中被Caspase-3裂解,但也可能涉及细胞焦亡的调控。
F,AIM2 (Absent in melanoma 2):
AIM2是炎症小体中的一个感应器,能够识别双链DNA并激活炎症小体。这一过程同样会激活Caspase-1,进而引导细胞焦亡的发生。
这些基因和蛋白的研究对于理解细胞焦亡的机制、免疫调节及其在感染、自身免疫病和肿瘤等疾病中的作用至关重要。通过研究这些关键分子的调控网络,可以为开发新的疾病治疗策略提供可能的靶点。
(研究相关的基因和疾病)
发表细胞焦亡相关研究领域论文最多的SCI期刊依次为:
Front Immunol (IF=5.7), Int Immunopharmacol (IF=4.8), Int J Mol Sci (IF=4.9), Front Pharmacol (IF=4.4), Cell Death Dis (IF=8.1)等。
Kanneganti, Thirumaladevi,圣犹达儿童研究医院免疫学系 Wu, Hao,中国农业大学动物科技学院 Shao, Feng,华南肿瘤国家重点实验室/中国医学科学院和国家生命科学研究所细胞焦亡与免疫研究组 Liu, Xing,中国科学院上海免疫与感染研究所RNA科学与工程重点实验室 Lieberman, Judy,波士顿儿童医院细胞与分子医学项目
(该领域最活跃的研究者。备注:只统计第一作者和最后一位作者署名发表的论文数。如果作者的名字有不同拼写时,会被PubMed当成不同作者。如张三丰的拼写可能会有:Zhang,Sanfeng、Zhang,San-feng、或者Zhang,San Feng等不同拼写方式;部分期刊可能只会写Zhang,S,PubMed检索平台就会按照不同作者处理。)
论文发表
Dr. WU, HAO 发表的部分SCI论文:
Balasubramanian A, Hsu AY, Ghimire L, et al. The palmitoylation of gasdermin D directs its membrane translocation and pore formation during pyroptosis. Sci Immunol. 2024;9(94):eadn1452. doi:10.1126/sciimmunol.adn1452
Junqueira C, Crespo Â, Ranjbar S, et al. SARS-CoV-2 infects blood monocytes to activate NLRP3 and AIM2 inflammasomes, pyroptosis and cytokine release. Preprint. Res Sq. 2021;rs.3.rs-153628. Published 2021 Aug 11. doi:10.21203/rs.3.rs-153628/v1
Fu J, Schroder K, Wu H. Mechanistic insights from inflammasome structures. Nat Rev Immunol. 2024;24(7):518-535. doi:10.1038/s41577-024-00995-w
Du G, Healy LB, David L, et al. ROS-dependent S-palmitoylation activates cleaved and intact gasdermin D. Nature. 2024;630(8016):437-446. doi:10.1038/s41586-024-07373-5
Wang Y, Hollingsworth LR, Sangaré LO, et al. Host E3 ubiquitin ligase ITCH mediates Toxoplasma gondii effector GRA35-triggered NLRP1 inflammasome activation and cell-autonomous immunity. mBio. 2024;15(3):e0330223. doi:10.1128/mbio.03302-23
Fu J, Schroder K, Wu H. Mechanistic insights from inflammasome structures. Nat Rev Immunol. 2024;24(7):518-535. doi:10.1038/s41577-024-00995-w
David L, Borges JP, Hollingsworth LR, et al. NINJ1 mediates plasma membrane rupture by cutting and releasing membrane disks. Cell. 2024;187(9):2224-2235.e16. doi:10.1016/j.cell.2024.03.008
Hanson解读:
研究发展与增长趋势:细胞焦亡研究呈现出快速增长趋势,2024年论文发表量达2,647篇,高影响因子论文数量显著增加,表明该领域在学术界和临床应用中的重要性不断提升。 热点基因:研究热点集中在GSDMD和NLRP3等核心基因上,分别作为焦亡的效应分子和上游激活通路,在炎症反应、代谢性疾病和肿瘤免疫中具有重要作用。同时,GSDME、TLR4和AIM2等基因的研究也逐渐增多,扩展了焦亡研究的范围。 疾病方向:败血症和SARS-CoV-2等感染性疾病是主要研究领域,而乳腺癌、结直肠癌、糖尿病和心血管疾病等也成为热点,显示出焦亡机制在炎症调控、肿瘤免疫和代谢紊乱中的重要性。 未来研究前景: 基础机制解析:关注Gasdermin蛋白的作用机制及其与炎性小体的相互作用。 转化医学应用:围绕焦亡调控开发新型治疗手段,包括针对NLRP3炎性小体和Caspase的抑制剂,用于治疗炎症性疾病和肿瘤。 多学科交叉:细胞焦亡研究正在神经科学、代谢疾病和肿瘤免疫治疗等领域实现跨领域应用,显示出广阔的研究前景。
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