巨噬細(xì)胞死亡方式的研究進(jìn)展①

錢敏雅 劉滿宇 陶晨璐 韓 鵬 張林波 （吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，長春 130118）

人體和動物處于自然環(huán)境中，往往會受到病原體、溫度、藥物、氧化應(yīng)激等外源刺激影響，導(dǎo)致系統(tǒng)、組織、細(xì)胞等出現(xiàn)相應(yīng)變化。病原體種類繁多，侵染機(jī)制復(fù)雜，對機(jī)體的影響也有較大差別，如結(jié)核分枝桿菌（mycobacterium tuberculosis，Mtb）、沙門氏菌、布氏桿菌等胞內(nèi)菌侵染后往往導(dǎo)致機(jī)體多種細(xì)胞出現(xiàn)壞死或凋亡，進(jìn)而導(dǎo)致病理損傷。巨噬細(xì)胞是具有多種功能的免疫細(xì)胞，在固有免疫和適應(yīng)免疫中均發(fā)揮重要作用，廣泛分布于機(jī)體各組織，其功能包括吞噬外來病原體、遞呈相關(guān)信號分子、激活機(jī)體免疫應(yīng)答、吞噬內(nèi)源性細(xì)胞碎片，在組織穩(wěn)態(tài)和發(fā)育中起關(guān)鍵作用［1-2］。

當(dāng)病原細(xì)菌侵染時，巨噬細(xì)胞可能發(fā)生壞死或啟動程序性細(xì)胞死亡（programmed cell death，PCD）。既往研究者往往將巨噬細(xì)胞死亡方式集中于凋亡或壞死，也是研究最為廣泛的死亡方式［3］。但隨著對炎癥反應(yīng)、病原體感染和敗血癥等領(lǐng)域研究的不斷深入，研究者發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞除凋亡外，還存在其他多種死亡方式，包括自噬、焦亡、Parthanatos、鐵死亡等。這些死亡方式的誘發(fā)因素、途徑、機(jī)制等與凋亡和壞死明顯不同。深入揭示巨噬細(xì)胞死亡方式及不同機(jī)制對全面認(rèn)識機(jī)體固有免疫具有重要意義。

1 細(xì)胞常見死亡方式及機(jī)制

細(xì)胞死亡可分為非程序性死亡與程序性死亡。非程序性死亡主要通過壞死方式實現(xiàn)。壞死一般分為被動壞死與調(diào)節(jié)性壞死。引發(fā)細(xì)胞壞死的機(jī)制主要有3種：①通過抑制細(xì)胞質(zhì)膜修復(fù)最終導(dǎo)致細(xì)胞壞死；②促使線粒體外膜透化和線粒體通透性轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致線粒體外膜受損和細(xì)胞色素C（cytochrome C，Cyt-c）釋放，誘導(dǎo)細(xì)胞壞死；③細(xì)胞受到感染時，膜聯(lián)蛋白-1（Annexin-1）氨基末端結(jié)構(gòu)域在交聯(lián)前被蛋白水解酶切割，抑制凋亡包膜形成，導(dǎo)致細(xì)胞壞死［4］。細(xì)胞被細(xì)菌侵染后通常會發(fā)生壞死，常伴隨組織炎癥反應(yīng)，有利于防止細(xì)菌在機(jī)體內(nèi)進(jìn)一步增殖，但細(xì)胞壞死過多會出現(xiàn)炎癥介導(dǎo)的病變［5-6］。因此，細(xì)胞必須在靜息穩(wěn)態(tài)功能、激活促炎功能和細(xì)胞死亡間不斷取得平衡。

PCD包括細(xì)胞凋亡、自噬、焦亡等（表1）。凋亡是PCD的一種，在機(jī)體發(fā)育和疾病治療中起重要作用。外源性凋亡途徑由配體與細(xì)胞膜上的死亡受體結(jié)合而觸發(fā)，導(dǎo)致死亡誘導(dǎo)信號復(fù)合物（death-inducing signaling complex，DISC）低聚化和細(xì)胞內(nèi)組裝，激活Caspase級聯(lián)反應(yīng)。內(nèi)源性（線粒體）凋亡的特征為線粒體外膜通透性改變，Cyt-c和凋亡誘導(dǎo)因子（apoptosis-inducing factor，AIF）從線粒體釋放且發(fā)生DNA片段化［7］。Cyt-c、凋亡蛋白酶激活因子-1 （apoptosis protease-activating factor-1，Apaf-1）和pro-Caspase-9組成的凋亡小體導(dǎo)致Caspase家族激活，進(jìn)而引發(fā)凋亡［8］。細(xì)胞焦亡是由固有免疫（如病原體入侵）引起的伴隨炎癥因子釋放的PCD過程［9］。焦亡主要發(fā)生于巨噬細(xì)胞，分子水平上通常依賴于一個或多個Caspase激活，包括CASP1、CASP3、CASP4、CASP5、CASP11，具體依賴于刺激啟動［10］。Caspase-1可被ASC銜接蛋白和各種模式識別受體，包括NOD樣受體（NOD-like receptors，NLRs）、AIM2樣受體（AIM2-like receptors，ALRs）、三結(jié)構(gòu)域蛋白家族（tripartite motif family，TRIM）形成的炎癥小體水解激活，誘導(dǎo)IL-18和IL-1β分泌，最終誘導(dǎo)經(jīng)典細(xì)胞焦亡途徑；革蘭氏陰性菌外膜中的脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）可被TLR-4識別，刺激巨噬細(xì)胞，最終激活Caspase-11或Caspase-4/5非經(jīng)典焦亡途徑［11］。自噬是細(xì)胞的一種分解過程，能夠清除失去功能的細(xì)胞組分或外源成分，這些成分被雙層膜囊泡包裹成自噬體，并輸送至溶酶體分解為自噬小體。自噬小體中，水解酶將內(nèi)容物分解成基本元素（即氨基酸和脂肪酸），再用于細(xì)胞建造和能量合成［12］。

表1 細(xì)胞不同死亡方式比較Tab.1 Comparison of different cell death mechanisms

聚ADP-核糖聚合酶1（poly ADP-ribose polymerase1，PARP-1）依賴性細(xì)胞死亡（Parthanatos）是 一種基于DNA損傷和PARP-1激活的PCD過程，被認(rèn)為是一種獨立的細(xì)胞死亡方式［3］。PARP-1介導(dǎo)的細(xì)胞死亡與其他死亡方式相比具有以下特點： ①Parthanatos過程不依賴Caspase系統(tǒng)；②線粒體膜去極化和ROS二次產(chǎn)生；③依賴鈣信號；④Bcl-2細(xì)胞保護(hù)作用的獨立性；⑤細(xì)胞死亡調(diào)節(jié)中PARG與PARP-1協(xié)同作用［3］。DNA損傷過重的細(xì)胞中，PAR過度活化會引起NAD+底物和ATP耗竭，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。PAR水解酶（poly ADP-ribos glycohydrolase，PARG）與ADP-核糖水解酶3（ARH3酶）會從蛋白中切割出PAR聚合物，PAR進(jìn)入線粒體觸發(fā)AIF翻譯及釋放，從線粒體膜間隙釋放的AIF與細(xì)胞質(zhì)中的巨噬細(xì)胞移動抑制因子（migration inhibitory factor，MIF）相互作用被轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞核，介導(dǎo)DNA片段化［13-14］。

細(xì)胞鐵死亡是一種調(diào)節(jié)性壞死，與鐵依賴性脂質(zhì)過氧化積累有關(guān)［15］。鐵死亡獨立于Caspase、壞死組件和親環(huán)素D（CYPD）及自噬［16］。NAGATA等［5］發(fā)現(xiàn)谷胱甘肽過氧化物酶4（GPX4）是鐵死亡的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。鐵死亡調(diào)節(jié)因子包括：①甲羥戊酸途徑成分法尼斯基-二磷酸法尼斯基轉(zhuǎn)移酶1（FDFT1）； ②轉(zhuǎn)硫酸化途徑酶Cysteinyl-tRNA合成酶（CARS）；③熱休克蛋白家族B成員1（HSPB1）；④谷氨酰胺分解酶；⑤MAPK信號通路中的組成蛋白；⑥核因子紅細(xì)胞2相關(guān)因子2（NFE2L2）信號通路相關(guān)蛋白； ⑦金屬硫蛋白1G（MT1G）；⑧雙肽基肽酶4 （DPP4）；⑨FA/BRCA通路FANCD2蛋白；⑩CDGSH鐵硫結(jié)構(gòu)域1（CISD1/MitoNEET）［17］。

細(xì)胞死亡作為機(jī)體維持內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)態(tài)的一種重要途徑，在不同種類細(xì)胞與條件下會通過不同方式實現(xiàn)，對不同死亡方式的比較與探討對進(jìn)一步了解機(jī)體免疫機(jī)制具有重要意義。

2 巨噬細(xì)胞不同死亡方式及機(jī)制

2.1 巨噬細(xì)胞凋亡 細(xì)胞凋亡是巨噬細(xì)胞最常見的死亡方式，也是一種重要的宿主防御機(jī)制。外來細(xì)菌感染、支原體侵染以及胞外信號分子變化均可能激活TLR2、TLR4、Myd88、p38、ERK、PI-3K、NF-κB 等凋亡途徑，進(jìn)而引起巨噬細(xì)胞凋亡［15］。

受感染的巨噬細(xì)胞主要通過TNF信號轉(zhuǎn)導(dǎo)啟動外源性凋亡途徑，Mtb弱毒株H37Ra感染巨噬細(xì)胞后激活TNF-α，進(jìn)一步活化Caspase-8，切割BID，級聯(lián)激活BAX，促進(jìn)Cyt-c釋放并激活Caspase-9，最終導(dǎo)致凋亡。另外，小鼠巨噬細(xì)胞RAW264.7感染Mtb后TNF刺激產(chǎn)生ROS依賴性細(xì)胞凋亡信號調(diào)節(jié)激酶，引起凋亡抑制蛋白FLIPs磷酸化。磷酸化的FLIPs與E3泛素連接酶c-CYBL相互作用，促進(jìn)非受體酪氨酸激酶（cellular-abelsongene，C-Abl）蛋白酶FLIPs降解，激活Caspase-8，導(dǎo)致Caspase-3/7活化，最終導(dǎo)致凋亡［18］。H37Ra株感染巨噬細(xì)胞可誘導(dǎo)線粒體外膜通透化（mitochondrial outer membrane permeablisation，MOMP），不激活線粒體磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)體，MOMP受抑制時，沉默BAX基因可減少凋亡。

影響巨噬細(xì)胞凋亡的凋亡受體與細(xì)胞因子有很多。ZHANG等［19］研究發(fā)現(xiàn)，類泛素蛋白修飾分子（small ubiquitin-like modifier，SUMO）修飾缺陷的細(xì)胞核受體NR4A1 K101/577R突變體可有效提高人單核巨噬細(xì)胞THP-1中Caspase-3水平，從而誘導(dǎo)THP-1細(xì)胞凋亡。SEIJKENS等［20］發(fā)現(xiàn)，E3連接酶 Casitas B譜系淋巴瘤原癌基因-B（casitas B-cell lymphoma-B，CBL-B）缺乏能夠增加CD8+T細(xì)胞數(shù)，并促進(jìn)CD8+T細(xì)胞IFN-γ與顆粒酶B（granzyme B，Gra B）產(chǎn)生，進(jìn)而引發(fā)巨噬細(xì)胞凋亡。這一途徑也是導(dǎo)致動脈粥樣硬化的重要因素。此外，細(xì)菌細(xì)胞壁成分也會引起巨噬細(xì)胞凋亡。如細(xì)胞壁相關(guān)毒力因子19 kD蛋白可通過TLR依賴性途徑誘導(dǎo)THP-1細(xì)胞凋亡［21-22］；38 kD脂蛋白則能夠提高TNF-α水平，通過凋亡相關(guān)因子配體FasL和Caspase酶依賴方式誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞凋亡［23］。

2.2 巨噬細(xì)胞壞死性凋亡 巨噬細(xì)胞壞死可分為非程序性壞死和程序性壞死。非程序性壞死主要由強(qiáng)烈的外源刺激引起，具有不可逆性，往往導(dǎo)致強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)。壞死性凋亡與受體相互作用蛋白激酶（receptor interacting protein kinase，RIPK）密切相關(guān)。氧化應(yīng)激、高濃度細(xì)胞因子（如TNF-α）、FAS配體激活途徑、ER應(yīng)激均可導(dǎo)致巨噬細(xì)胞壞死性凋亡。

研究發(fā)現(xiàn)，形成動脈粥樣硬化的巨噬細(xì)胞RIPK3基因表達(dá)增加，小鼠骨髓來源巨噬細(xì)胞BMDMRIPK3基因缺失可降低ApoE-/-和LDLR-/-小鼠動脈粥樣硬化程度。Nec-1s對RIPK1的抑制可減小斑塊體積，并促進(jìn)動脈粥樣硬化ApoE-/-小鼠斑塊穩(wěn)定。斑塊形成過程中，氧化的LDL可增加巨噬細(xì)胞ROS介導(dǎo)的RIPK3和MLKL基因表達(dá)，導(dǎo)致壞死性凋亡。植物甾醇類（如谷甾醇）可促進(jìn)動脈粥樣硬化誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞壞死性凋亡。溶血過程中釋放的血紅素也會通過激活TLR產(chǎn)生ROS和TNF，導(dǎo)致壞死性凋亡。由此可見抑制巨噬細(xì)胞壞死可能成為治療動脈粥樣硬化的理想途徑［24］。

受細(xì)菌毒素侵染的巨噬細(xì)胞極大程度上會發(fā)生壞死。感染Mtb強(qiáng)毒株H37Rv的巨噬細(xì)胞可同時誘導(dǎo)MOMP和MPT，導(dǎo)致不可逆線粒體腫脹和壞死［7］。黏氏沙雷菌、單核增生李斯特菌、金黃色葡萄球菌、肺炎鏈球菌和尿路致病性大腸桿菌侵染巨噬細(xì)胞也會產(chǎn)生細(xì)菌毒素，致使細(xì)胞膜破裂，線粒體去極化，ATP減少，ROS增加，最終導(dǎo)致壞死性凋亡。

細(xì)菌病原體通過靶向巨噬細(xì)胞發(fā)生壞死減輕宿主防御。研究表明，Mtb通過抑制細(xì)胞凋亡和促進(jìn)壞死殺死受感染的巨噬細(xì)胞，結(jié)核壞死毒素 （tuberculosis necrotizing toxin，TNT）是一種分解煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+）的糖化酶，TNT可通過介導(dǎo)NAD+耗竭激活RIPK3-MLKL依賴性壞死，而非通過TNF-α信號轉(zhuǎn)導(dǎo)或激活RIPK1經(jīng)典壞死性途徑［25-26］。BUCHRIESER等［27］發(fā)現(xiàn)，TLR3/4激活的人多能干細(xì)胞來源巨噬細(xì)胞RIPK1敲除株可在Caspase-8不參與的情況下觸發(fā)依賴于TRIF和RIPK3的壞死，但未受刺激時，細(xì)胞會死于內(nèi)源性TNF-α依賴性細(xì)胞凋亡。此外，TNF-α非依賴性壞死在巨噬細(xì)胞中也有報道。鼠傷寒沙門氏菌感染巨噬細(xì)胞壞死的發(fā)生取決于IFN-Ⅰ信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。MLKL是IFN-Ⅰ刺激基因，激活I(lǐng)SGF3信號通路，導(dǎo)致STAT1、STAT2、IRF9表達(dá)，驅(qū)動壞死性凋亡。另外，LERNER等［28］發(fā)現(xiàn)，IFN-γ激活的巨噬細(xì)胞比其他細(xì)胞因子分化的巨噬細(xì)胞更易發(fā)生壞死性凋亡。

2.3 巨噬細(xì)胞自噬 自噬是巨噬細(xì)胞維持胞內(nèi)平衡的重要方式，其水平因饑餓、缺氧、細(xì)菌和病毒感染等胞內(nèi)外應(yīng)激升高，通過有效清除代謝應(yīng)激過程中產(chǎn)生的毒性因子緩解壓力并恢復(fù)穩(wěn)態(tài)［29］。雖然自噬可保護(hù)細(xì)胞，但不加控制的自噬可能導(dǎo)致細(xì)胞死亡。細(xì)胞凋亡和自噬平衡被認(rèn)為是炎癥介導(dǎo)巨噬細(xì)胞壽命的關(guān)鍵［30］。

mTOR通路是巨噬細(xì)胞自噬的重要影響因素，抑制該通路可上調(diào)自噬水平。影響mTOR的上游信號通路包括MAPK、PI3K-AKT、AMPK等。研究表明，促分解脂質(zhì)介質(zhì)脂氧素差像異構(gòu)體（15-epi-lipoxinsA4，15-epi-LXA4）和消退素D1（resolvin D1， RvD1）能夠促進(jìn)人源和鼠源巨噬細(xì)胞有絲分裂原激活蛋白激酶1（MAPK1）和人核因子紅細(xì)胞2相關(guān)因子2（NFE2L2）的激活，進(jìn)而提高胞內(nèi)PI3K復(fù)合物活性，誘導(dǎo)自噬體形成，觸發(fā)自噬。Mtb脂蛋白LpqH對TLR2/1/CD14受體的刺激也能激活MAPK通路，誘導(dǎo)人巨噬細(xì)胞自噬［11］。LIU等［17］研究表明，脂氧素A受體激動劑BML-111通過靶向MAPK信號刺激人肺泡巨噬細(xì)胞自噬，減弱LPS誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，并促進(jìn)急性肺損傷消退。在巨噬細(xì)胞中外源性引入自由基（ROS或NO）也可導(dǎo)致細(xì)胞自噬，并呈現(xiàn)PARP依賴性，可能由自由基引起的DNA鏈斷裂使PARP過度活化，耗竭了NAD+與ATP等高能底物，最終觸發(fā)AMPK-mTOR通路導(dǎo)致［11］。TLR7激活在體外對Notch 1信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有顯著促進(jìn)作用，刺激p62/SQSTM1蛋白表達(dá)，其參與形成的蛋白復(fù)合體將自噬體轉(zhuǎn)移到溶酶體，導(dǎo)致小鼠巨噬細(xì)胞自噬水平上調(diào)［25］。

研究發(fā)現(xiàn)，IFN-γ處理或IFN-γ效應(yīng)子LRG-47轉(zhuǎn)染巨噬細(xì)胞可誘導(dǎo)自噬，能夠引發(fā)自噬的外源刺激還包括LPS、泛半胱天冬酶抑制劑芐氧基羰基- Val-Ala-Asp等［31］。

2.4 巨噬細(xì)胞焦亡 巨噬細(xì)胞焦亡與機(jī)體IL-1β、IL-18等炎癥分子水平密切相關(guān)，影響固有免疫系統(tǒng)功能，并參與多種免疫相關(guān)疾病調(diào)控［32-33］。研究表明，多種微生物的結(jié)構(gòu)和活性，包括細(xì)菌鞭毛蛋白、dsDNA、炭疽致死毒素和宿主Rho GTPases的細(xì)菌修飾，均會觸發(fā)Caspase-1介導(dǎo)的巨噬細(xì)胞焦亡［34］。巨噬細(xì)胞處于氧化應(yīng)激時，GasderminD（GSDMD）的 4個氨基酸殘基被氧化，NLRP3炎癥小體激活誘導(dǎo)線粒體膜電位（MMP）下降、ROS生成。WANG等［34］研究表明，GSDMD氧化修飾是線粒體ROS（mtROS）促進(jìn)NLRP3炎癥體依賴性焦亡的新機(jī)制。白色念珠菌可通過觸發(fā)NLRP3和Caspase-1依賴性焦亡而誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞裂解，且焦亡程度取決于感染多樣性和共培養(yǎng)時間［35］。穩(wěn)定轉(zhuǎn)染Siglec-14的THP-1細(xì)胞在B族鏈球菌感染后Caspase-1激活，NLRP3炎癥小體組裝，IL-1β釋放，最終導(dǎo)致焦亡［36］。NLRP3炎癥小體通過參與Streptococcus pneumoniae誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞（BV-2） Caspase-1激活誘導(dǎo)其焦亡。而自噬可瞬時抑制小膠質(zhì)細(xì)胞焦亡。S.Typhimurium的鞭毛蛋白誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞焦亡不依賴Caspase激活但受溶酶體組織蛋白酶B和D調(diào)控［37］。巨噬細(xì)胞通過感知大腸桿菌或S.TyphimuriumLPS六?；|(zhì)A部分激活Caspase-11，觸發(fā)非典型炎癥小體激活，形成焦亡［38］。LPS或IFN-γ處理時，巨噬細(xì)胞在鞭毛蛋白缺陷突變型嗜肺軍團(tuán)菌感染期間迅速經(jīng)歷Caspase-11 依賴性細(xì)胞焦亡［39］。

值得注意的是，不存在ASC情況下，NAIP-NLRC4和NLRP1B可直接激活Pro-Caspase-1，不形成炎癥小體或自身蛋白水解［40］。更多研究表明，Casp1-/-小鼠對Val-boroPro不敏感，Val-boroPro對DPP8/9的抑制激活pro-Caspase-1，進(jìn)一步活化的Caspase-1切割底物蛋白GSDMD，最終誘導(dǎo)THP-1細(xì)胞焦亡。LPS與尼日利亞菌素共同處理的THP-1細(xì)胞通過形成NLRP3炎癥小體誘導(dǎo)Caspase-1依賴性焦亡［41］。

2.5 Parthanatos Parthanatos通常由DNA直接損傷觸發(fā)，如外源性過氧亞硝酸鹽、過氧化氫或DNA烷基化或交聯(lián)劑等處理，DNA斷裂被PARP-1識別，PAPR酶被激活。PARP-1介導(dǎo)的細(xì)胞死亡是巨噬細(xì)胞死亡的重要形式。

高濃度LPS（10 μg/ml）處理小鼠腹腔巨噬細(xì)胞RAW264.7或小鼠單核巨噬細(xì)胞J774可促進(jìn)超氧化物快速產(chǎn)生和iNOS緩慢上調(diào)，為過氧化亞硝酸離子（ONOO-）形成創(chuàng)造了條件，最終引發(fā)DNA斷裂- PARP1激活-NAD+/ATP耗竭-細(xì)胞死亡途徑。抑制這一途徑可減少器官損傷，提高膿毒癥動物存活率。外源性DNA損傷劑，如H2O2也可導(dǎo)致巨噬細(xì)胞Parthanatos死亡，主要通過PI3K-Akt途徑誘導(dǎo)。高濃度H2O2也可導(dǎo)致PARP-1介導(dǎo)的壞死樣細(xì)胞死亡，其特征為質(zhì)膜滲透和缺乏Caspase酶激活。

研究表明，除經(jīng)典Parthanatos途徑外，巨噬細(xì)胞也存在非典型Parthanatos死亡方式。BMDMs巨噬細(xì)胞受到H2O2誘導(dǎo)后會發(fā)生Parthanatos，但這一過程中細(xì)胞死亡似乎完全依賴于PARP-1活性，而AIF并未發(fā)生核異位。此外，LPS對THP-1細(xì)胞的刺激會通過TLR-4誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞M1極化，下調(diào)PARP-1 活性，提高NAD+和ATP水平，上調(diào)抗氧化蛋白表達(dá)，并使細(xì)胞代謝從線粒體呼吸轉(zhuǎn)移到糖酵解，進(jìn)而增強(qiáng)細(xì)胞對H2O2的抵抗能力［13］。

2.6 巨噬細(xì)胞鐵死亡 鐵死亡最初在癌細(xì)胞中被發(fā)現(xiàn)，研究人員在腎小管細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、神經(jīng)元和T細(xì)胞中均相繼發(fā)現(xiàn)了鐵死亡，但巨噬細(xì)胞鐵死亡研究相對較少［42］。研究發(fā)現(xiàn)，酪氨酸激酶抑制劑索拉非尼可通過異二聚氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族System Xc-抑制GSH消耗，從而在不同細(xì)胞模型中觸發(fā)鐵死亡［43］。鐵死亡誘導(dǎo)劑Erastin、RSL3和丁硫氨酸亞砜亞胺等化合物也可誘導(dǎo)鐵死亡［44］。

YOUSSEF等［45］研究表明，J774細(xì)胞在紅細(xì)胞吞噬作用增強(qiáng)后發(fā)生脂質(zhì)過氧化，ROS增加，最終導(dǎo)致鐵死亡。血紅素可誘導(dǎo)THP-1細(xì)胞鐵死亡，在不影響ROS生成情況下，鐵死亡抑制劑Ferrostatin-1處理細(xì)胞可抑制這種死亡方式。Erastin處理細(xì)胞可促進(jìn)血紅素誘導(dǎo)死亡和ROS生成［46］。HMGB1-AGER信號通路激活介導(dǎo)了BMDM巨噬細(xì)胞鐵死亡的炎癥反應(yīng)［43］。

3 小結(jié)

巨噬細(xì)胞各種形式死亡途徑往往被認(rèn)為是相對獨立的。但一些證據(jù)表明，細(xì)胞死亡模式間可能存在相互關(guān)聯(lián)。如Mtb感染的巨噬細(xì)胞發(fā)生凋亡或壞死取決于菌株毒性強(qiáng)弱，也取決于線粒體膜通透性的特異機(jī)制。弱毒株H37Ra能引發(fā)凋亡而強(qiáng)毒株H37Rv引發(fā)壞死。但兩株Mtb均可引起短暫性MOMP，而毒性較強(qiáng)的H37Rv株才會引起MPT［7］。其次，活化的MLKL在滿足MLKL四螺旋束存在、MLKL與細(xì)胞膜低聚化和結(jié)合、胞內(nèi)鉀離子濃度降低的情況下能形成NLRP3炎癥小體。S.aureus毒素誘導(dǎo)的壞死性凋亡能促M(fèi)LKL-NLRP3介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)；RIPK3也被證實能夠獨立于MLKL激活炎癥小體。IAPs（immunosuppressive acidic protein，IAP）可預(yù)防RIPK3依賴性壞死和IL-1β活化，同樣，XIAP缺失會觸發(fā)RIPK3和Caspase-8驅(qū)動IL-1β活化和細(xì)胞死亡。這些研究為壞死性凋亡和焦亡的相互作用提供了重要證據(jù)。最近一份報告顯示，MLKL抑制劑Necrosulfonamide（NSA）也能抑制焦亡關(guān)鍵蛋白GSDMD。NSA常用于預(yù)防人源細(xì)胞壞死性凋亡，但這種藥物也能夠抑制焦亡［47］。但目前還需要對利用NSA抑制劑的研究數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步梳理，以驗證壞死性凋亡與焦亡是否同時存在。S.Typhimurium感染的巨噬細(xì)胞可誘導(dǎo)Caspase-1/11激活并介導(dǎo) IL-1β分泌，也可誘導(dǎo)PARP-1切割和活化形成壞死性凋亡。馬紅球菌引起的壞死也與PARP-1活化有關(guān)。此外，Mtb感染的巨噬細(xì)胞中PARP-1活化導(dǎo)致的NAD+損耗也足以誘發(fā)壞死性凋亡。通常經(jīng)典的HMGB1、DAMP蛋白釋放由PARP-1激活，LPS處理的巨噬細(xì)胞HMGB1被PAR乙酰化，而乙?；饔脤MGB1釋放至關(guān)重要。巨噬細(xì)胞中，PARP-1和DAMPs也存在雙向作用。如腦損傷中，小膠質(zhì)細(xì)胞活化一定程度上是由受損細(xì)胞釋放的激活因子介導(dǎo)的，而S100B蛋白誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞信號傳導(dǎo)是由PARP-1介導(dǎo)的。

隨著對巨噬細(xì)胞死亡途徑了解的不斷深入，研究者發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞死亡方式可隨著細(xì)胞因子變化從一種途徑轉(zhuǎn)換到另一種途徑，而疾病治療與細(xì)胞死亡方式也密切相關(guān)。不同細(xì)胞毒性對巨噬細(xì)胞的刺激決定了不同細(xì)胞死亡模式。巨噬細(xì)胞對細(xì)胞毒性刺激敏感的分子決定因素可能為各種炎癥性疾病、動脈粥樣硬化、微生物感染、毒性器官損傷甚至癌癥提供潛在臨床治療機(jī)會。