調(diào)節(jié)性壞死：認(rèn)識(shí)和防治損傷相關(guān)性疾病的新途徑

王詩(shī)婧，彭 軍

(中南大學(xué)湘雅藥學(xué)院藥理學(xué)系，湖南 長(zhǎng)沙 410078)

調(diào)節(jié)性壞死：認(rèn)識(shí)和防治損傷相關(guān)性疾病的新途徑

王詩(shī)婧，彭 軍

(中南大學(xué)湘雅藥學(xué)院藥理學(xué)系，湖南 長(zhǎng)沙 410078)

壞死也受到信號(hào)通路嚴(yán)密調(diào)控，稱為調(diào)節(jié)性壞死，包括程序性壞死 (necroptosis)、鐵壞死(ferroptosis)、parthanatos和親環(huán)素D(CypD)依賴的壞死等，它們與損傷相關(guān)性疾病如缺血性心臟病、腦卒中、神經(jīng)退行性疾病等的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后密切相關(guān)。闡明各種調(diào)節(jié)性壞死的信號(hào)傳導(dǎo)途徑和調(diào)控機(jī)制，對(duì)于尋找損傷相關(guān)性疾病的防治藥物和指導(dǎo)臨床治療具有深遠(yuǎn)意義。

調(diào)節(jié)性壞死；程序性壞死；鐵壞死；parthanatos；親環(huán)素D；環(huán)孢菌素；壞死樣凋亡

凋亡和壞死是細(xì)胞死亡的兩種主要形式，與損傷相關(guān)性疾病如缺血性心臟病、腦卒中等的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后密切相關(guān)。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，凋亡是一種受到嚴(yán)密調(diào)控的主動(dòng)死亡方式，稱為程序性死亡，而壞死則是一種意外的、不受調(diào)控的被動(dòng)死亡方式。然而，越來(lái)越多的研究表明，壞死其實(shí)也受到信號(hào)通路嚴(yán)密調(diào)控，稱為調(diào)節(jié)性壞死。支持該觀點(diǎn)的證據(jù)包括：① 壞死可出現(xiàn)在胚胎的發(fā)育階段，參與維持組織穩(wěn)態(tài)；②壞死可由配體和特異性受體介導(dǎo)；③壞死受基因、表觀遺傳學(xué)和藥物因素所調(diào)節(jié)[1]。目前，已知的調(diào)節(jié)性壞死有程序性壞死、鐵壞死(ferroptosis)、parthanatos和親環(huán)素D(CypD)依賴的壞死等(Tab 1)。

1 程序性壞死

程序性壞死是一種受死亡信號(hào)調(diào)控，呈現(xiàn)壞死樣結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的死亡方式，因此也稱為壞死樣凋亡(necroptosis)。程序性壞死受到多種基因調(diào)控，是有規(guī)律的細(xì)胞死亡方式，可被Necrostatin-1等抑制劑逆轉(zhuǎn)[2]。該化合物能抑制質(zhì)膜死亡受體介導(dǎo)的壞死，但對(duì)caspase依賴的凋亡沒(méi)有抑制作用。

1.1 程序性壞死的信號(hào)通路 多種配體和受體能誘導(dǎo)和介導(dǎo)程序性壞死發(fā)生，最具代表性的是TNFRl介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。TNF與TNFRl結(jié)合后，不同情況下細(xì)胞將面臨生存、凋亡和程序性壞死3種不同命運(yùn)，三者緊密相連。TNFR激活后，形成受體相關(guān)復(fù)合物I，由TNFR1、TNFR1相關(guān)死亡域(TNFR1-associated death domain，TRADD)、受體相互作用蛋白激酶1(receptor-interacting serine/threonine kinase 1，RIPK1)、TNFR相關(guān)因子2(TNFR-associated factor 2，TRAF2)、細(xì)胞抑制凋亡蛋白1(cellular inhibitor of apoptosis protein 1，cIAP1)、cIAP2 和線性泛素鏈組裝復(fù)合物(linear ubiquitin chain assembly complex，LUBAC)等組成。復(fù)合物I提供了一系列泛素化和去泛素化反應(yīng)的平臺(tái)來(lái)控制細(xì)胞生存信號(hào)和細(xì)胞死亡信號(hào)的轉(zhuǎn)換[3]。RIPK1通過(guò)cIAP1和cIAP2泛素化，進(jìn)一步招募其他的因子，如轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β的活化激酶[transforming growth factor-β(TGFβ)-activated kinase，TAK1]和TAK1連接蛋白2(TAK1-binding protein 2，TAB2)。LUBAC泛素化RIPK1則為招募NF-κB重要調(diào)節(jié)因子(NF-κB essential modulator，NEMO)和NF-κB激酶抑制劑復(fù)合物(inhibitor of the NF-κB kinase，IKK)創(chuàng)造了一個(gè)線性泛素化平臺(tái)，激活RIPK1相關(guān)的生存模式，指向NF-κB和MAPK通路。

復(fù)合物I并不穩(wěn)定，在翻譯抑制劑放線菌酮存在或RIPK1缺失的情況下，復(fù)合物I在胞質(zhì)內(nèi)形成由TRADD、Fas相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域蛋白(FAS-associated death domain，F(xiàn)ADD)、RIPKl和caspase-8組成的復(fù)合物IIa，導(dǎo)致細(xì)胞進(jìn)入經(jīng)典的caspase依賴的凋亡信號(hào)通路。抑制或敲除cIAPs、TAK1，或敲除NEMO，或去泛素化酶A20和CYLD表達(dá)增加，負(fù)反饋?zhàn)饔糜赗IPKl，使K63去泛素化形成復(fù)合物IIb，包含RIPK1、RIPK3、FADD和caspase-8，則導(dǎo)致RIPK1依賴性的凋亡。

當(dāng)RIPK3和混合譜系激酶結(jié)構(gòu)域樣蛋白(mixed lineage kinase domain-like protein，MLKL)表達(dá)升高，caspase-8酶活性受到抑制或FADD缺失時(shí)，RIPK1和RIPK3通過(guò)同型相互作用結(jié)構(gòu)域(RIP homotypic interaction motif，RHIM)結(jié)合及RIPK1和RIPK3磷酸化形成壞死小體[4]，啟動(dòng)細(xì)胞程序性壞死復(fù)合物IIc形成，最終導(dǎo)致程序性壞死[3]。

Tab 1 Similarties and differences between apoptosis, necroptosis, ferroptosis and CypD mediated necrosis

1.1.1 RIPKl RIPK1是一個(gè)能與TNFRl相互作用的蛋白因子，既能參與凋亡調(diào)節(jié)，也能參與程序性壞死調(diào)節(jié)[5]。RIPKl的N末端是激酶結(jié)構(gòu)域，且激酶區(qū)會(huì)在絲氨酸/蘇氨酸殘基位點(diǎn)發(fā)生自身磷酸化；C末端為死亡結(jié)構(gòu)域；N末端和C末端之間是一段中間區(qū)域，包含同型作用結(jié)構(gòu)域。RIPKl的3個(gè)結(jié)構(gòu)域具有不同的功能: 通過(guò)N末端的調(diào)控激活NF-κB信號(hào)途徑使細(xì)胞存活；通過(guò)C末端的死亡結(jié)構(gòu)域與TNFRl相互作用誘導(dǎo)凋亡；通過(guò)同型作用結(jié)構(gòu)域與RIPK3形成壞死小體參與調(diào)節(jié)程序性壞死。

RIPKl泛素化水平?jīng)Q定細(xì)胞的生存與死亡。TNF-α處理后，RIPK1的K63作為IKK復(fù)合物的輔助因子與NEMO連接且激活NF-κB[6]。RIPKl多聚泛素化在TNFRl復(fù)合物中的位阻效應(yīng)既阻礙了其與caspase-8連接，又抑制了壞死小體的形成[7]。泛素化的RIPKl，其K63泛素鏈能促進(jìn)TAKl-TAB2-TAB3復(fù)合物形成，從而激活MAPK和NF-κB通路，促進(jìn)細(xì)胞生存和炎癥的發(fā)生。凋亡蛋白阻斷劑cIAP可以維持RIPKl泛素化狀態(tài)，從而阻斷凋亡通路，使細(xì)胞沿著生存的方向發(fā)展。當(dāng)cIAPl和cIAP2基因敲除或者存在Smac類似物時(shí)，RIPK1的K63泛素化狀態(tài)受抑制，同時(shí)TNF誘導(dǎo)的NF-κB轉(zhuǎn)位減少，細(xì)胞向凋亡和程序性壞死轉(zhuǎn)變。敲除去泛素化酶CYLD和A20可以引起RIPKl泛素化，TNF誘導(dǎo)的Jurket細(xì)胞程序性壞死也減少，說(shuō)明CYLD通過(guò)調(diào)節(jié)RIPKl泛素化水平影響程序性壞死的進(jìn)程。

1.1.2 RIPK3 RIPK3具有RIP同型結(jié)構(gòu)域，能與RIPKl結(jié)合，是細(xì)胞程序性壞死的重要分子開關(guān)：下調(diào)RIPK3可阻止細(xì)胞程序性壞死，但不影響細(xì)胞凋亡；RIPK3基因缺陷小鼠胚胎成纖維細(xì)胞內(nèi)RIPKl表達(dá)正常，TNF-α未能誘導(dǎo)程序性壞死；用缺乏激酶活性的RIPK3突變體轉(zhuǎn)染細(xì)胞也未見(jiàn)程序性壞死的發(fā)生。Caspase-8和FADD對(duì)程序性壞死具有負(fù)性調(diào)節(jié)作用，原因可能是caspase-8把RIPKl和RIPK3從復(fù)合物II中裂解下來(lái)，阻止RIPKl與RIPK3相互作用和相關(guān)基因表達(dá)，從而抑制程序性壞死。

RIPK1和RIPK3相互作用形成淀粉樣纖維結(jié)構(gòu)多聚體，為壞死小體提供了信息反應(yīng)平臺(tái)。RIPK1-RIPK3異源二聚體的淀粉樣結(jié)構(gòu)像一個(gè)支架招募信號(hào)蛋白靠近與激活。單純的RIPK1-RIPK3相互作用不能引起程序性死亡，因?yàn)椴荒軉为?dú)傳遞死亡信息和激活下游信號(hào)，必須有RIPK3-RIPK3同二聚體或寡聚體作用于壞死小體，RIPK3二聚體和寡聚體作為程序性壞死信號(hào)的功能是一樣的，但是二聚體的死亡信號(hào)更強(qiáng)[8]。程序性壞死依賴RIPK1和RIPK3激酶活性相互作用，使RIPK1 Ser161位點(diǎn)磷酸化和RIPK3 Ser199位點(diǎn)磷酸化，只有磷酸化的RIPK3能招募MLKL去執(zhí)行程序性壞死。

1.1.3 MLKL MLKL是一種激酶樣蛋白，即N端的4個(gè)螺旋束結(jié)構(gòu)域(4HB)通過(guò)2個(gè)螺旋接頭與C端的假性激酶樣區(qū)域連接。其中4HB結(jié)構(gòu)域是細(xì)胞死亡執(zhí)行區(qū)域，且與假性激酶區(qū)結(jié)合保持失活狀態(tài)[9]?；罨腞IPK3使位于MLKL假性激酶區(qū)的α螺旋Thr357和Ser358磷酸化，從而造成結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，釋放N末端的4HB結(jié)構(gòu)域。MLKL在胞質(zhì)膜上寡聚化，造成胞質(zhì)膜的不穩(wěn)定或間接下調(diào)Ca2+或Na+離子通道，升高了胞內(nèi)滲透壓，導(dǎo)致細(xì)胞壞死。此外，MLKL磷酸化形成寡聚體與磷酸肌醇相連，可使MLKL從胞質(zhì)移到細(xì)胞膜，直接破壞膜的完整性，導(dǎo)致細(xì)胞壞死[10]。

作為RIPK3相互作用的伴侶，MLKL能識(shí)別壞死小體并且成為其組成部分。當(dāng)MLKL關(guān)鍵殘基突變后不能磷酸化，盡管仍能與壞死小體復(fù)合物結(jié)合，但壞死小體會(huì)失去活性，不能發(fā)生程序性壞死[11]。MLKL敲除小鼠表型正常，在發(fā)育中未見(jiàn)任何異?，F(xiàn)象或其它明顯病理狀況。MLKL缺失可抑制胚胎成纖維細(xì)胞和腹膜巨噬細(xì)胞發(fā)生程序性壞死，但不影響細(xì)胞凋亡。此外，敲除MLKL能緩解小鼠cerulean引起的急性胰腺炎，這是一種程序性死亡相關(guān)疾病，這些報(bào)道支持MLKL在程序性壞死發(fā)生中發(fā)揮重要作用[12]。

1.2 程序性壞死抑制劑

1.2.1 RIPK1抑制劑 2005年發(fā)現(xiàn)了第1個(gè)程序性壞死抑制劑necrostatin-1(Nec-1),其機(jī)制可能是因Nec-1的空間構(gòu)象阻止RIPKl激酶活性，進(jìn)而抑制了程序性壞死，但Nec-1不影響RIPKl介導(dǎo)的NF-κB、p38和JNK1等信號(hào)通路的活化。最近，有人對(duì)FADD缺失的Juakat細(xì)胞做藥物篩選，發(fā)現(xiàn)治療白血病藥物帕納替尼(ponatinib)和帕唑帕尼(pazopanib)能抑制程序性壞死[13]。臨床上，每天800 mg劑量的帕納替尼可使藥物血漿濃度維持在20～40 μmol·L-1，用于治療晚期腎癌和晚期軟骨癌，但帕納替尼濃度在1～5 μmol·L-1時(shí)能發(fā)揮抑制細(xì)胞程序性壞死的作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，帕納替尼能抑制RIPK1表達(dá)，因而產(chǎn)生抗程序性壞死的作用?？拱籽〉牧硪凰幬锱吝蚺聊岵粌H可以抑制RIPK1，還可抑制RIPK3，其抑制程序性壞死作用比目前廣泛使用的RIPK1抑制劑Nec-1更強(qiáng)。

1.2.2 RIPK3抑制劑 GSK′840、GSK′843和GSK′872是目前已知的RIPK3抑制劑，這些化合物能與RIPK3激酶結(jié)構(gòu)域結(jié)合而發(fā)揮抑制作用，不依賴RIPK1[14]。如前所述，治療白血病藥物帕唑帕尼雖然能抑制RIPK3，但它也能抑制RIPK1，提示帕唑帕尼對(duì)RIPK3抑制作用可能呈RIPK1依賴性。研究表明，RIPK3抑制劑在程序性壞死相關(guān)疾病(如病毒感染[15]、胰腺炎、主動(dòng)動(dòng)脈瘤和Gaucher病)中具有潛在的治療價(jià)值。

1.2.3 MLKL抑制劑 Necrosulfonamide(NSA)是第1個(gè)報(bào)道的MLKL抑制劑。利用NSA為探針，已證明MLKL是RIPK3下游的靶點(diǎn)，但NSA并不影響RIPK3依賴的MLKL磷酸化[3]。MLKL抑制劑還有GW806742X或AYN-1215，它們可作用于MLKL的假性激酶區(qū)，進(jìn)而抑制 RIPK3對(duì)MLKL的磷酸化，阻止了MLKL寡聚體的形成和轉(zhuǎn)移。因此，MLKL的假性激酶區(qū)是MLKL抑制劑的作用靶點(diǎn)，闡明該區(qū)域的結(jié)構(gòu)和調(diào)控機(jī)制，對(duì)尋找和開發(fā)抑制程序性壞死藥物具有重要意義。

2 鐵壞死

鐵壞死是一種獨(dú)特的細(xì)胞死亡方式，因依賴鐵離子而得名，受細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路的嚴(yán)密調(diào)節(jié)。鐵壞死典型的特征為線粒體明顯變小，但雙層膜的密度增加，胞內(nèi)ATP不斷減少，細(xì)胞內(nèi)活性氧明顯增多，可被鐵螯合劑或通過(guò)抑制鐵的攝入所阻斷[16]。鐵壞死的發(fā)生需要鐵離子依賴的活性氧產(chǎn)生，不受caspase、線粒體活性氧、線粒體外膜通透性和細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度等因素的調(diào)節(jié)。最早發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)鐵壞死的化合物是erastin和RSL3，它們引起細(xì)胞死亡的方式既不是凋亡，也不同于RIPK1/RIPK3依賴的程序性壞死。Erastin作用于RIPK1/RIPK3敲除的細(xì)胞仍可誘導(dǎo)壞死。早期認(rèn)為線粒體電壓依賴性離子通道2和3(VDAC2和VDAC3)是erastin直接靶點(diǎn)?，F(xiàn)在則認(rèn)為erastin能引起鐵壞死是由于抑制胱氨酸/谷氨酸逆向轉(zhuǎn)運(yùn)體即系統(tǒng)Xc-[17]。

鐵壞死可分成兩類：Ⅰ類鐵壞死和Ⅱ類鐵壞死[3]。Ⅰ類鐵壞死即系統(tǒng)Xc-被抑制，由erastin和其它的Xc-抑制劑通過(guò)直接抑制系統(tǒng)Xc-導(dǎo)致細(xì)胞半胱氨酸和谷胱甘肽(glutathione，GSH)減少，間接抑制了谷胱甘肽過(guò)氧化物酶4(glutathione peroxidase 4，GPX4)的作用而阻止GSH的合成。誘導(dǎo)Ⅰ類鐵壞死的化合物有erastin、索拉非尼、柳氮磺胺吡啶和神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸。Ⅱ類鐵壞死即GPX4被抑制，GSH并沒(méi)有減少。誘導(dǎo)Ⅱ類鐵壞死化合物有RSL3、六甲蜜胺和FIN56。

2.1 鐵壞死相關(guān)疾病 鐵壞死與多種疾病的發(fā)生相關(guān)，涉及神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)等相關(guān)疾病[18]。在小鼠下丘腦組織切片培養(yǎng)模型中，谷氨酸引起的神經(jīng)細(xì)胞死亡和erastin誘導(dǎo)的癌細(xì)胞壞死存在類似機(jī)制，都能被鐵離子螯合劑或Fer-1所抑制，提示興奮性中毒引起的細(xì)胞壞死可能涉及鐵壞死[19]。由于細(xì)胞興奮性中毒參與了多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病如癲癇、帕金森病、腦卒中等的發(fā)生發(fā)展，因此推測(cè)鐵壞死是癲癇、帕金森病、腦卒中等神經(jīng)系統(tǒng)疾病發(fā)生的病理機(jī)制之一。

腦室周圍白質(zhì)軟化(periventricular leukomalacia，PVL)是腦白質(zhì)損傷的一種形式，早產(chǎn)兒發(fā)病率較高。在細(xì)胞水平上，它是由少突膠質(zhì)細(xì)胞損失引起，特別是早產(chǎn)易損傷神經(jīng)細(xì)胞導(dǎo)致PVL的發(fā)生。小鼠神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞培養(yǎng)基中因谷胱甘肽缺少引起的細(xì)胞死亡能被維生素E所抑制，F(xiàn)er-1及其類似物也有同樣的作用，推測(cè)鐵壞死可能涉及PVL[20]。在Gpx4-/-小鼠，谷胱甘肽在抑制脂質(zhì)氧化引起的急性腎衰竭和相關(guān)組織損傷中有重要作用[21]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，小分子抑制劑Liproxstatin-1能抑制Gpx4-/-小鼠細(xì)胞的鐵壞死和缺血/再灌注引起的肝損傷，進(jìn)一步證明鐵壞死涉及損傷相關(guān)性疾病[22]。

2.2 鐵壞死抑制劑 Liproxstatin-1是目前公認(rèn)的鐵壞死抑制劑，主要作為工具藥用于鐵壞死相關(guān)的研究，能否用于臨床治療鐵壞死相關(guān)性疾病尚不清楚。其它工具藥如Nox1/4特異性抑制劑GKT137 831和戊糖磷酸途徑抑制劑6-AN也被報(bào)道能有效抑制erastin引起的HT-1080細(xì)胞鐵壞死，這為尋找鐵壞死特異性抑制劑提供了新思路[14]。由于鐵壞死發(fā)生依賴細(xì)胞內(nèi)鐵離子水平，目前臨床上應(yīng)用的鐵螯合劑(如去鐵敏、去鐵酮、去鐵斯茗)可能是現(xiàn)成的鐵壞死抑制劑[23]。其實(shí)，人們很早就發(fā)現(xiàn)鐵參與腦損傷和神經(jīng)退行性疾病，帕金森病和阿爾茨海默癥患者的腦內(nèi)均發(fā)現(xiàn)了鐵的沉積。如前所述，鐵壞死參與了多種神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生發(fā)展，用藥物調(diào)控神經(jīng)細(xì)胞鐵壞死，可能是控制神經(jīng)退行性疾病發(fā)生發(fā)展的有效途徑[24]。鐵螯合劑對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的保護(hù)作用是否涉及抑制鐵壞死還有待進(jìn)一步研究。

3 親環(huán)素D依賴的壞死和藥物干預(yù)

親環(huán)素(cyclophilin，Cyp)是一類多功能蛋白家族，具有肽基脯氨酰順?lè)串悩?gòu)酶(peptidyl-prolyl cis-trans isomerase，PPIase) 活性，也是重要的免疫抑制藥物環(huán)孢菌素A(cyclosporin，CsA) 的受體[25]。人類已發(fā)現(xiàn)了近20種Cyp，包括CypA、CypB、CypC、CypD、Cyp40、CypNK等。其中CypD主要分布在線粒體，是線粒體滲透性轉(zhuǎn)換孔(mitochondrial permeability transition pore，mPTP)的重要組成部分。當(dāng)細(xì)胞處于缺血、缺氧等病理狀態(tài)下，線粒體mPTP開放，通透性發(fā)生改變，造成線粒體膜電位降低，線粒體功能紊亂，最終導(dǎo)致細(xì)胞壞死。

作為mPTP的組分之一，CypD介導(dǎo)了mPTP激活和開放。在應(yīng)激的條件下，p53依賴線粒體分裂蛋白(dynamin-related protein 1，Drp1)轉(zhuǎn)移到線粒體，與CypD相互作用形成CypD-p53復(fù)合物，從而促進(jìn)了mPTP開放和細(xì)胞壞死，這種死亡方式已在神經(jīng)元、心肌細(xì)胞、胰腺和成骨細(xì)胞等不同細(xì)胞模型中得到證實(shí)。與野生型小鼠比較，心肌缺血/再灌注引起的損傷在CypD基因敲除小鼠中明顯減輕，進(jìn)一步表明CypD參與介導(dǎo)了心肌細(xì)胞壞死。

CsA能與CypD特異性結(jié)合，對(duì)mPTP通透性轉(zhuǎn)換產(chǎn)生抑制作用。已有研究證明CsA可以削弱心肌、腦和腎缺血引起的mPTP開放，減輕缺血損傷[26]。如前所述，CypD-p53復(fù)合物形成促進(jìn)了mPTP開放和細(xì)胞壞死，而p53線粒體轉(zhuǎn)位依賴于Drp1。依據(jù)這一現(xiàn)象，有學(xué)者證實(shí)Drp1肽抑制劑P110能抑制Drp1，阻止p53線粒體轉(zhuǎn)位和CypD-p53復(fù)合物的形成，從而減少大鼠腦缺血/再灌注梗死面積，這些結(jié)果為尋找抑制CypD依賴的細(xì)胞壞死藥物提供了新思路[27]。

4 Parthanatos及藥物干預(yù)

Parthanatos是多聚ADP核糖聚合酶-1[poly (ADP-ribose)(PAR) polymerase 1，PARP-1]依賴性細(xì)胞壞死，因此也稱為PARP-1依賴的細(xì)胞壞死，其中PARP-1激活、PAR合成和凋亡誘導(dǎo)因子(apoptosis inducing factor，AIF)核轉(zhuǎn)移是parthanatos獨(dú)有的特征。PARP-1 是PARP家族成員中研究最廣的核酶，約占細(xì)胞內(nèi)PARP活性的90%以上。生理?xiàng)l件下， PARP-1對(duì)DNA損傷起到修復(fù)功能；病理狀況下，特別是在缺血、低血糖和DNA甲基化等引起的氧化應(yīng)激中，PARP-1被大量激活，導(dǎo)致parthanatos[28]。在上述病理?xiàng)l件下，PARP-1催化PAR聚合物生成。PAR進(jìn)入線粒體促使線粒體釋放AIF并向細(xì)胞核轉(zhuǎn)位，引起染色體濃集和DNA斷裂，繼發(fā)性促進(jìn)PARP-1表達(dá)，形成PARP-1表達(dá)的惡性循環(huán)，引起細(xì)胞發(fā)生parthanatos。

目前已有的PARP-1特異性抑制劑有DPQ、DHIQ等，能抑制NMDA和MNNG引起的興奮性中毒，減輕脊髓的外界創(chuàng)傷和保護(hù)神經(jīng)元細(xì)胞。 PAR依賴的E3泛素連接酶[poly(ADP-ribose) glycohydrolase，PARG]則被認(rèn)為是parthanatos內(nèi)源性抑制劑，但PARG并不直接影響PARP-1的活性，而是作用于其下游環(huán)節(jié)[29]。最近研究發(fā)現(xiàn)，HSP70可抑制線粒體AIF轉(zhuǎn)移入核，敲除HSP70會(huì)使AIF對(duì)死亡信號(hào)更敏感，因此，促HSP70生成可能是尋找抑制parthanatos發(fā)生藥物的有效途徑之一?？傊?，深入了解parthanatos發(fā)生的機(jī)制，闡明其信號(hào)途徑，有助于尋找和開發(fā)治療parthanatos相關(guān)性疾病的藥物。

5 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，隨著“調(diào)節(jié)性壞死”概念的提出，人們對(duì)細(xì)胞壞死有了新的認(rèn)識(shí)，即壞死也受到嚴(yán)密的信號(hào)調(diào)控。除了上述介紹的程序性壞死、鐵壞死、CypD依賴的壞死和parthanatos，其它類型壞死陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)和報(bào)道，如NETosis、pyroptosis等。很多疾病(如心肌梗死、腦卒中、老年癡呆等)的發(fā)生發(fā)展都會(huì)涉及細(xì)胞的死亡，但細(xì)胞死亡的方式、進(jìn)程和程度是有差別的。目前，抗心肌和腦缺血的藥物大都以擴(kuò)血管和溶血栓藥物為主，通過(guò)改善供血情況而減少細(xì)胞死亡，但心肌或腦恢復(fù)血流再灌注后，往往會(huì)出現(xiàn)損傷加重現(xiàn)象，即缺血/再灌注損傷。研究表明，心肌或腦缺血或再灌注不同階段伴隨不同的死亡方式，但各種死亡方式所占的比例和程度是有差別的?，F(xiàn)階段已有的保護(hù)心肌或腦細(xì)胞的藥物大都為廣譜的抗氧化劑或抗炎藥，尚不能做到有的放矢和精準(zhǔn)治療。闡明損傷相關(guān)性疾病(如心肌梗死、腦卒中等)不同病程階段細(xì)胞死亡方式及其信號(hào)途徑，將有助于開發(fā)和應(yīng)用特異性抗細(xì)胞死亡的藥物，符合精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展方向和理念[30]。

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Regulatory necrosis: a novel way to recognize and prevent injury-relevant diseases

WANG Shi-jing，PENG Jun

(DeptofPharmacology,XiangyaSchoolofPharmaceuticalSciences,CentralSouthUniversity,Changsha410078,China)

Necrosis is also tightly controlled by signaling pathways, thus it is called as regulated necrosis, which includes necroptosis, ferroptosis, parthanatos and CypD-mediated necrosis. It has been shown that regulated necrosis is closely related to the occurrence, development and prognosis of injury-relevant diseases such as myocardial infarction, stroke, neurodegenerative diseases. It will be significant for prevention and therapy of injury-relevant diseases to clarify the signal transductions and regulatory mechanisms for the regulated necrosis.

regulated necrosis；programmed necrosis；ferroptosis；parthanatos；cyclophilin D；cyclosporin；necroptosis

時(shí)間：2017-1-13 11:38:00

http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1086.R.20170113.1138.004.html

2016-10-23,

2016-11-18

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No 81373409，91439104)

王詩(shī)婧(1992-)，女，碩士生，研究方向：心血管藥理學(xué)，E-mail:2240808854@qq.com； 彭 軍(1968-)，男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：心血管藥理學(xué)，通訊作者，E-mail：junpeng@csu.edu.cn

10.3969/j.issn.1001-1978.2017.02.002

A

1001-1978(2017)02-0153-05

R329.25；R542.2；R743.3；R745.7