caspases在细胞焦亡、细胞因子成熟和分泌中的作用是典型的促炎过程。在炎性caspases中，控制caspase-1活性的机制是最典型的。

经典炎症小体内的caspase-1裂解其底物（pro-IL-1β, pro-IL-18, pro-IL-37, GSDMD），从而触发细胞焦亡并通过炎症介质发出信号，以抵抗病原微生物感染和激活免疫。

游离于细胞质中的caspase-1以单体形式存在，它需要二聚化才能获得基本蛋白酶活性，进而催化自裂解，获得裂解非自身底物的酶活性。

炎性caspases具有相似的结构域。

N端是由caspase激活和招募结构域（CARD）组成，使其能够被招募到炎症小体；催化结构域是由大亚基(P17-20)、小亚基(P10-12)及连接大小亚基的连接区（IDL）组成；CARD通过一个CARD域连接子（CDL）与蛋白酶域相连。

图1 炎症性Caspases的结构

大多数经典炎症小体（AIM2、PYRIN、NLRP3、NLRP6、人NLRP1）需要ASC作为接头蛋白来向caspase-1发出信号。炎症小体中ASC有助于caspase-1 的IDL自激活。

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研究表明，caspase-1 CDL的裂解在不同类型的细胞之间受到差异调节，以调控caspase-1活性的持续性和随后的细胞反应。经典炎症小体发出信号刺激巨噬细胞会迅速死亡，而中性粒细胞则不会发生凋亡。

巨噬细胞中NLRP3诱导的caspase-1活性迅速发生，导致GSDMD和pro-IL-1β在细胞刺激后30分钟内快速裂解，然后caspase-1活性消失，随后发生细胞焦亡。在这个过程中，caspase-1活性物主要是p33/p10，在一小时内CDL裂解生成p20/p10终止酶活性。

NLRP3激活的中性粒细胞表现出较弱且长效的caspase-1活性（刺激后超过8小时），由p46和p33/p10二聚体介导，产生IL-1β的效率低于巨噬细胞，但可以在较长时间内产生IL-1β。

图2 DOI: 10.1084/jem.20172222 Figure 5.

对caspase-1活性的动力学研究有助于实验设计。只有在caspase-1二聚形成活性位点后，caspase-1的靶向药才能与caspase-1相互作用以关闭蛋白酶活性。

在caspase-1快速失活的信号细胞中（如巨噬细胞），caspase-1底物在仅持续几分钟的爆发后被裂解，这会快速生成大量的GSDMD-p30，迅速在膜中形成孔，导致细胞溶解。caspase-1活性位点抑制剂通过终止炎症信号以提供治疗的作用有限。

而在信号持续数小时的细胞中（如中性粒细胞），caspase-1底物（如GSDMD）在数小时内缓慢裂解，caspase-1的靶向药可通过其他机制修复膜孔、避免细胞焦亡发生。

细胞中caspase-1浓度较低，需要将caspase-1募集到炎症小体才能促进其二聚化和激活。随后CDL中的裂解导致caspase-1从炎症小体中解离，并使游离的p20/p10 caspase-1二聚体不稳定。

体外表达的重组caspase-1 p20/p10不需要炎症小体来获得活性，且具有较强的蛋白酶活性。在这里，caspase-1以高浓度存在，大大超过正常细胞表达水平，这种高浓度单体促使二聚化发生，而不产生炎症小体，并保持二聚体稳定性。

细心的朋友会发现在图2中已经有展示，p20在细胞裂解液和培养基中检测结果有明显差异，而p10仅在培养基中被检测到，是由蛋白本身的性质决定的。

图3 89332S例图

Cleaved Caspase-1（p10）蛋白在细胞裂解液中的含量本身较少，建议用细胞上清浓缩液做WB，具体步骤如下：