腦出血后細(xì)胞焦亡信號(hào)通路研究

吳 哲， 焦明媛綜述， 鄒 偉審校

腦出血（intracerebral hemorrhage，ICH）后的繼發(fā)性腦損傷（secondary brain injury，SBI）是其預(yù)后不良的主要原因，而調(diào)節(jié)性細(xì)胞死亡（regulated cell death，RCD）是造成SBI 的關(guān)鍵因素。RCD 包括細(xì)胞凋亡、細(xì)胞壞死性凋亡、細(xì)胞焦亡等。焦亡在形態(tài)學(xué)上兼具壞死性凋亡和凋亡的部分特點(diǎn)，表現(xiàn)為細(xì)胞核固縮，染色質(zhì)DNA 裂解，細(xì)胞膜滲透性腫脹，出現(xiàn)氣泡狀突出物，形成孔隙，質(zhì)膜破裂導(dǎo)致內(nèi)容物流出，釋放大量促炎因子。焦亡的經(jīng)典途徑中，胞漿的模式識(shí)別受體（pattern recognition receptor，PRR）識(shí)別損傷相關(guān)分子模式（damage-associated molecular pattern，DAMP）和病原體相關(guān)分子模式（pathogenassociated molecular pattern，PAMP），通過含有半胱天冬酶募集結(jié)構(gòu)域的凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白（apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD，ASC）募集半胱天冬酶原-1 （pro-caspase-1），3 種因子結(jié)合并寡聚形成炎癥小體［1］。無活性的pro-caspase-1 被活化的炎癥小體切割為有活性的半胱天冬酶1（caspase-1），活化的caspase-1 切割Gasdermin D（GSDMD）產(chǎn)生N 末端裂解產(chǎn)物（GSDMDN），同時(shí)將白細(xì)胞介素1β 前體（pro-interleukin-1β，pro-IL-1β）、白細(xì)胞介素18 前體（pro-interleukin-1β，pro-IL-18）切割成活性形式［2］。GSDMD-N 溶解細(xì)胞膜的磷脂分子形成非選擇性孔隙，導(dǎo)致炎癥細(xì)胞因子白介素1β（interleukin-1β，IL-1β）、白介素18（interleukin-18，IL-18）的釋放和焦亡［3～5］。非經(jīng)典途徑中，人類caspase-4/5 和小鼠caspase-11 被脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）直接激活并切割GSDMD，導(dǎo)致質(zhì)膜孔隙誘導(dǎo)焦亡。同時(shí)，活化的caspase-4/5/11 可以與caspase-1相互作用，激活經(jīng)典途徑導(dǎo)致焦亡［6］。

1 細(xì)胞焦亡的相關(guān)蛋白

1.1 炎癥小體 模式識(shí)別受體（PRR）分為胞漿型、內(nèi)體膜型、胞膜型和分泌型，炎癥小體相關(guān)的Nod 樣受體（nucleotide-binding oligomerization domainlike receptor，NLR）和AIM2 樣受體（absent in melanoma 2-like receptor，ALR）屬于胞漿型PRR。經(jīng)典的炎性小體復(fù)合物由受體蛋白（NLR 蛋白或ALR 蛋白）、銜接蛋白ASC和效應(yīng)蛋白pro-caspase-1組成［7］。

1.1.1 NLR NLR 蛋白由C 端富含亮氨酸重復(fù)序列（leucine-rich repeat，LRR）、中央的核苷酸結(jié)合結(jié)構(gòu)域（nucleotide-binding and oligomerization domain ，NACHT 結(jié)構(gòu)域）和N 端效應(yīng)結(jié)構(gòu)域組成［8］。LRR 結(jié)構(gòu)域負(fù)責(zé)識(shí)別分子模式，包括PAMPs/DAMPs的相應(yīng)成分；NACHT 結(jié)構(gòu)域參與脫氧核苷酸三磷酸（deoxyribonucleotide triphosphate，dNTP）酶的活性和寡聚化［9］；N端效應(yīng)結(jié)構(gòu)域通過與各種接頭分子和下游效應(yīng)子結(jié)合介導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，根據(jù)不同的功能特征可分為5 個(gè)亞族：NLRA、NLRB、NLRC、NLRX1 和NLRP，其中NLRP和NLRC與焦亡相關(guān)。

1.1.1.1 NLRP NLRP由14個(gè)成員組成（NLRP1-14），是NLR 的最大亞族，特點(diǎn)是N 端存在pyrin 結(jié)構(gòu)域（pyrin domain，PYD），該結(jié)構(gòu)域與銜接蛋白ASC上的PYD 連接，并與效應(yīng)蛋白pro-caspase-1 結(jié)合形成炎癥小體。

（1） NLRP3 核苷酸結(jié)合結(jié)構(gòu)域、富含亮氨酸的重復(fù)序列和含熱蛋白結(jié)構(gòu)域的蛋白3（nucleotide binding domain，leucine-rich repeat-containing receptor pyrin domain-containing 3，NLRP3）炎癥小體是細(xì)胞焦亡中研究最廣泛的炎癥小體，正常情況下NLRP3的表達(dá)量無法支持炎癥小體的形成［10］，其需要兩個(gè)步驟來激活。首先是啟動(dòng)信號(hào)，PAMPs 或細(xì)胞因子通過刺激toll 樣受體4（toll-like receptor 4，TLR4）或細(xì)胞因子受體激活核因子-κB（nuclear factor kappa B，NF-κB）使其移位到細(xì)胞核［11］，從而上調(diào)NLRP3、pro-IL-18 和pro-IL-1β 的表達(dá)［12］；然后是激活信號(hào)，PAMPs 和DAMPs 誘導(dǎo)NLRP3 蛋白寡聚化，招募procaspase-1 和ASC［13］，三者相互作用組成NLRP3 炎癥小體，激活caspase-1［14］。

（2） NLRP1 核苷酸結(jié)合寡聚結(jié)構(gòu)域、富含亮氨酸重復(fù)和pyrin 結(jié)構(gòu)域的蛋白1（nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor family pyrin domain-containing 1，NLRP1）是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的NLRP家族成員，其特點(diǎn)是C端除了LRR結(jié)構(gòu)域還有功能查找結(jié)構(gòu)域（function to find domain，F(xiàn)IIND）和半胱天冬酶募集結(jié)構(gòu)域（caspase recruitment domain，CARD）。FIIND 由ZU5 和UPA 子結(jié)構(gòu)域組成，它們之間可以發(fā)生自蛋白水解，分離后的ZU5 和UPA 結(jié)構(gòu)域通過非共價(jià)鍵保持相互聯(lián)系［15］。PYD 和CARD是死亡域超家族的成員，已知其與細(xì)胞凋亡和炎癥信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)［16］。CARD 是必要的效應(yīng)結(jié)構(gòu)域，而相比之下PYD 可能不太重要，因?yàn)榻M裝炎性小體過程中連接ASC 的是C 端CARD，而不是N 端PYD［15］。雖然某些情況下CARD 可以在缺少ASC 時(shí)募集procaspase-1［17］，但ASC 對(duì)于它們之間的連接仍舊非常重要。除了FIIND 的切割外，NLRP1 還在NACHT 和PYD 之間接頭序列處經(jīng)歷了N 末端切割，是NLRP1活化的常見分子機(jī)制［18］。FIIND 被自動(dòng)切割以激活NLRP1，隨后PYD 也被切割，形成炎癥小體復(fù)合物。由于人類與嚙齒動(dòng)物NLRP1 的結(jié)構(gòu)存在區(qū)別（人類在N端存在PYD而嚙齒動(dòng)物不存在），故針對(duì)NLRP1的研究具有諸多困難，需要付出更多努力來探究其機(jī)制［19］。

1.1.1.2 NLRC4 NLRC 是NLR 家族的第二大亞族，特點(diǎn)是在N 端具有CARD，由5 個(gè)成員組成（NLRC1-5），它們可以通過與含有CARD 的銜接蛋白相互作用，其中NLR 家族帶有CARD 結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)4（NLR family CARD domain-containing protein 4，NLRC4）誘導(dǎo)炎癥小體復(fù)合物的形成。NLRC4 通過NLR 家族凋亡抑制蛋白（NLR family apoptosis inhibitory protein，NAIP）感應(yīng)來自革蘭氏陰性細(xì)菌（如鼠傷寒沙門氏菌）的3 型分泌系統(tǒng)（Type Ⅲ secretion system，T3SS）蛋白激活。NAIP 充當(dāng)NLRC4 炎癥小體組裝的上游傳感器，包含一個(gè)羧基末端LRR、一個(gè)中央NACHT 和一個(gè)N 末端桿狀病毒凋亡抑制蛋白重復(fù)序列（baculovirus inhibitor of apoptosis repeat，BIR）結(jié)構(gòu)域［20］。NAIP用于檢測(cè)胞質(zhì)中的細(xì)菌配體，它們與NLRC4 的關(guān)聯(lián)能激活NAIP-NLRC4 炎癥小體［20］。NLRC4 的CARD 可以與pro-caspase-1 的CARD 相互作用，允許NLRC4直接激活caspase-1［21］，ASC 的存在能夠促進(jìn)這種相互作用。NLRC4 的CARD 相互作用并募集ASC 分子，引發(fā)ASC 聚合成長(zhǎng)絲，稱為ASC 斑點(diǎn)?；罨腘LRC4 可與ASC 結(jié)合，并在被鼠傷寒沙門氏菌激活后與含ASC 的斑點(diǎn)共定位［22］。ASC 的CARD 暴露在外面，作為procaspase-1的對(duì)接點(diǎn)將其募集到斑點(diǎn)中［23］。

1.1.2 ALR 黑色素瘤缺乏因子2（absent in melanoma 2，AIM2）是一種胞質(zhì)先天免疫受體，可識(shí)別在細(xì)胞干擾和病原攻擊期間釋放的雙鏈脫氧核糖核酸（double-stranded deoxyribonucleic acid，dsDNA），由C 端HIN-200 結(jié)構(gòu)域和N 端pyrin 結(jié)構(gòu)域組成。在穩(wěn)態(tài)條件下，AIM2的PYD 和HIN 結(jié)構(gòu)域的分子內(nèi)復(fù)合物保持抑制狀態(tài)，當(dāng)dsDNA與HIN結(jié)構(gòu)域結(jié)合時(shí)，抑制狀態(tài)被解除，PYD 通過配體結(jié)合和寡聚化形成結(jié)構(gòu)模板，并與銜接蛋白ASC 的PYD 相互作用，導(dǎo)致ASC聚合［24］。

1.1.3 ASC ASC 是炎癥小體復(fù)合物的中樞銜接分子，具有兩個(gè)結(jié)構(gòu)域分別為C 端CARD 和N 端PYD，它們能夠與同型結(jié)構(gòu)域相互作用形成CARDCARD 和PYD-PYD，從而銜接效應(yīng)蛋白（pro-caspase-1）和受體蛋白（ALR 或NLR）。最近的研究顯示，NLRP3炎癥小體活化除了形成基本的炎癥小體復(fù)合物外，還會(huì)形成名為 ASC 斑點(diǎn)的致密結(jié)構(gòu)，其直徑約為1 μm［25］。ASC 斑點(diǎn)是一種炎癥小體復(fù)合物的超分子聚集體，主要由ASC組成，可作為信號(hào)放大平臺(tái)通過caspase-1 顯著增強(qiáng)細(xì)胞因子成熟［26］。炎性小體激活后，寡聚化的NLRP3將ASC募集，ASC通過其PYD 間的同型相互作用聚集成大的螺旋原纖維。隨后，通過ASC-CARD 區(qū)域的同型相互作用，大量的ASC 纖維交聯(lián)成致密的ASC 斑點(diǎn)，ASC 斑點(diǎn)繼續(xù)募集pro-caspase-1到其表面以發(fā)揮更多作用［25］。

1.1.4 caspase 半胱天冬酶（caspase）歸屬半胱氨酸蛋白酶家族，是一種蛋白質(zhì)裂解分子，能夠在天冬氨酸（aspartic acid，Asp）殘基后裂解其底物。它們的主要作用是介導(dǎo)細(xì)胞程序性死亡，因?yàn)樗芯哂写呋钚缘腸aspase 過度表達(dá)都可以誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。同時(shí)，caspase 還介導(dǎo)炎癥和增殖過程。根據(jù)功能分類，caspase 可分為炎癥介質(zhì)（caspase-1，4 和5）和凋亡介質(zhì)（caspase-2，caspase-3，6，7，8，9和10）兩大類。其中炎癥介質(zhì)能夠激活促炎細(xì)胞因子，參與炎癥的啟動(dòng)［27］，也可參與細(xì)胞死亡［28］。

1.1.4.1 caspase-1 caspase-1 是特征最明顯的炎癥半胱天冬酶，與經(jīng)典焦亡途徑相關(guān)。與其他caspase 一樣，caspase-1 也以caspase-1 酶原或前體形式存在于組織中，在炎性小體的組裝過程中通過蛋白水解過程激活。半胱天冬酶原-1（pro-caspase-1）具有內(nèi)部短C 端結(jié)構(gòu)域（p10）、大結(jié)構(gòu)域（p20）和N端半胱天冬酶募集結(jié)構(gòu)域CARD，三個(gè)結(jié)構(gòu)域由接頭序列分隔。與PRR 組裝完成的ASC 通過同型CARD-CARD 相互作用募集pro-caspase-1 激活炎癥小體，炎癥小體激活后，pro-caspase-1轉(zhuǎn)化為caspase-1，兩個(gè)對(duì)稱排列的p20/p10二聚體連接形成四聚體。Caspase-1 的主要作用是激活促炎細(xì)胞因子基因（pro-IL-1β 和pro-IL-18）表達(dá)IL-1β 和IL-18 蛋白，故通常稱為IL-1 轉(zhuǎn)換酶。另外，它還通過Gasdermin D的蛋白水解活化介導(dǎo)細(xì)胞焦亡［29］。

1.1.4.2 caspase-4/5/11 caspase-4/5（人類）或caspase-11（小鼠）與非經(jīng)典焦亡途徑相關(guān)，是胞內(nèi)LPS 傳感器。正常情況下，由于質(zhì)膜將胞外空間與胞內(nèi)細(xì)胞器分隔，宿主細(xì)胞胞質(zhì)溶膠很少觸碰到LPS。致病菌和胞質(zhì)侵襲細(xì)菌的毒力因子包括成孔毒素可以破壞質(zhì)膜或分泌系統(tǒng)，將細(xì)菌效應(yīng)分子引入細(xì)胞質(zhì)［30］。除了經(jīng)典炎癥小體外，還有第二類炎癥小體稱為非經(jīng)典炎癥小體，包括caspase-4/5/11。與經(jīng)典炎癥小體相反，非經(jīng)典炎癥小體無需與上游傳感器結(jié)合而直接感知細(xì)胞內(nèi)LPS，胞質(zhì)LPS直接與caspase-4/5/11 的N 端CARD 結(jié)合使其激活，導(dǎo)致炎癥小體組裝，啟動(dòng)炎癥信號(hào)傳導(dǎo)［31］。類似于caspase-1，活性caspase-4/5/11 切割其底物GSDMD 形成N 末端結(jié)構(gòu)域（GSDMD-N），產(chǎn)生的孔隙允許包括鉀離子在內(nèi)的小分子的分泌，最終導(dǎo)致焦亡。非經(jīng)典炎性小體激活可以引發(fā)NLRP3 炎癥小體的后續(xù)組裝，NLRP3 可以加工IL-1β 和IL-18［32］，但它們本身并不能直接加工這些細(xì)胞因子［31］。

1.2 Gasdermin 人類gasdermin 家族有6 個(gè)成員：gasdermins A-E 和常染色體隱性遺傳性耳聾59型（deafness，autosomal recessive 59，DFNB59，又名pejvakin）。除DFNB59 外，其余成員均與在焦亡有關(guān)［33］。小鼠沒有GSDMB，但有GSDMC 同系物（GSDMC1-4）和GSDMA 同系物（GSDMA1-3）。除DFNB59 外，gasdermin 家族含有一個(gè)N 端結(jié)構(gòu)域和一個(gè)C 端結(jié)構(gòu)域，兩個(gè)結(jié)構(gòu)域之間通過肽接頭連接。這兩個(gè)結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)相似，有約45%的序列同源性。一般認(rèn)為，N 端結(jié)構(gòu)域是效應(yīng)域，能夠形成跨膜孔，GSDMA/D/E的C端結(jié)構(gòu)域則被證實(shí)具有自身抑制作用。在gasdermins 中，對(duì)于GSDMD 和GSDME 的激活及功能有著更深入的研究。

1.2.1 GSDMD Gasdermin D 由位于8 號(hào)染色體（8q24.3）上的GSDMD 編碼，由22 kDa 的C 端（GSDMD-C）和31 kDa 的N 端（GSDMD-N）組成的蛋白質(zhì)，兩個(gè)結(jié)構(gòu)域之間通過肽接頭連接。GSDMD 被炎癥性caspase（caspase-1 或caspase4/5/11）激活后，肽接頭被切割，自身抑制結(jié)構(gòu)域GSDMD-C 與GSDMD-N 分離［34］。GSDMD-N 與細(xì)胞膜中的脂質(zhì)結(jié)合并形成跨膜孔，釋放細(xì)胞因子（如IL-18和IL-1β），破壞離子穩(wěn)態(tài)［35］，最終導(dǎo)致焦亡。

1.2.2 GSDME Gasdermin E 也稱常染色體顯性遺傳性耳聾5（deafness，autosomal dominant 5，DFNA5），位于7 號(hào)染色體7p15，最初被認(rèn)為與遺傳性聽力障礙相關(guān)。最近GSDME 被證明參與細(xì)胞凋亡和焦亡，其C 端結(jié)構(gòu)域?qū) 端效應(yīng)域起抑制作用。與GSDMD 不同的是，GSDME 被caspase-3 激活，而caspase-3 以往被認(rèn)為是與凋亡相關(guān)的半胱天冬酶?；熕幬镏委煱┌Y后，GSDME 的切割狀態(tài)導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的抗炎過程或者焦亡的促炎過程間的串?dāng)_［36］。因此，GSDME 被認(rèn)為是“分子開關(guān)”，它的切割與否決定了細(xì)胞是經(jīng)歷焦亡或者凋亡。另有研究證實(shí)，GSDME 不僅影響caspase-3 的下游，還影響其上游，因?yàn)樗c外源性和內(nèi)源性細(xì)胞凋亡途徑均相關(guān)。被caspase-3 激活后的GSDME 的C 端結(jié)構(gòu)域與N 端結(jié)構(gòu)域分離，GSDME-N 在細(xì)胞膜上形成裂解孔導(dǎo)致細(xì)胞焦亡［37］。GSDME-N 可以透過線粒體膜，導(dǎo)致細(xì)胞色素C的釋放，增加caspase-3的激活，誘導(dǎo)caspase-3介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，形成正反饋回路［38］。

1.3 IL-1β和IL-18 IL-1β和IL-18同屬于白細(xì)胞介素-1 家族，該家族由11 種配體和拮抗受體組成，獨(dú)立誘導(dǎo)局部和全身的促炎或抗炎過程。Pro-IL-18 和pro-IL-1β 主要由NLRP3 炎性小體中caspase-1的切割激活。

1.3.1 IL-1β IL-1β 是最早發(fā)現(xiàn)的白細(xì)胞介素之一，由巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞等免疫細(xì)胞產(chǎn)生，也可以由非免疫細(xì)胞（包括表皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞）產(chǎn)生，對(duì)細(xì)胞因子和微生物在內(nèi)的不同刺激作出應(yīng)答。IL-1β 通過白細(xì)胞介素1 受體1（interleukin-1 receptor 1，IL-1R1）轉(zhuǎn)導(dǎo)促炎信號(hào)。IL-1R1 信號(hào)傳導(dǎo)由內(nèi)源性白細(xì)胞介素1 受體拮抗劑調(diào)節(jié)，其與IL-1R1 的結(jié)合受到IL-1α 和IL-1β 的競(jìng)爭(zhēng)［39］。IL-1α 和IL-1β合成都是前體蛋白形式，然而pro-IL-1β 并沒有活性，需要通過炎性小體活化進(jìn)行酶促切割激活。

1.3.2 IL-18 IL-18 過去稱為干擾素-γ 誘導(dǎo)因子（interferon-gamma-inducing factor，IGIF），首次發(fā)現(xiàn)是在內(nèi)毒素休克小鼠體內(nèi)。IL-18 由免疫細(xì)胞（如樹突狀細(xì)胞（dendritic cell，DC）、朗格漢斯細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等）產(chǎn)生，也可以由軟骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞、腸上皮細(xì)胞角質(zhì)形成細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞等非免疫細(xì)胞產(chǎn)生［40］。IL-18 以無活性前體形式在胞漿中被半胱天冬酶切割激活并釋放到細(xì)胞質(zhì)中，活化的IL-18 通過誘導(dǎo)T細(xì)胞產(chǎn)生干擾素-γ（interferon-gamma，IFN-γ）、輔助T細(xì)胞1 型極化、自然殺傷（natural killer，NK）細(xì)胞和T細(xì)胞的細(xì)胞毒性以及DC、NK、T 細(xì)胞的成熟來增強(qiáng)適應(yīng)性免疫。此外，游離的IL-18可通過炎癥和細(xì)胞因子分泌以及誘導(dǎo)極化引起固有免疫巨噬細(xì)胞活化，甚至導(dǎo)致巨噬細(xì)胞活化綜合征［41］。

2 腦出血后細(xì)胞焦亡的相關(guān)通路

腦出血是一種危害極大的破壞性腦血管疾病，死亡率和殘疾率高，腦出血后產(chǎn)生的SBI 是導(dǎo)致不良結(jié)局的主要因素，細(xì)胞焦亡則是導(dǎo)致SBI 的重要機(jī)制［42］。對(duì)于腦出血后細(xì)胞焦亡導(dǎo)致的細(xì)胞死亡和炎癥性損傷，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了大量的研究，證實(shí)了“炎癥小體/半胱天冬酶/gasdermin/白細(xì)胞介素”信號(hào)通路在焦亡中起到至關(guān)重要的作用。目前研究焦亡的新方向在于：一是探討不同的炎癥小體（如NLRP1、NLRP6 和NLRC4）及半胱天冬酶（如caspase-4/5）和gasdermin 家族成員（如GSDME）在焦亡中起到的作用；二是尋找炎癥小體上游相關(guān)蛋白是如何激活炎癥小體導(dǎo)致焦亡的發(fā)生。本文檢索了截至2023 年3 月的所有腦出血后細(xì)胞焦亡相關(guān)文獻(xiàn)，作如下綜述。

2.1 NLRP3相關(guān)信號(hào)通路

2.1.1 NLRP3/caspase-1/GSDMD NLRP3/caspase-1/GSDMD 是腦出血后細(xì)胞焦亡的經(jīng)典途徑。梁洪生等證明NLRP3 抑制劑MCC950 可以抑制ICH后24 h NLRP3、caspase-1、ASC 及下游IL-18 和IL-1β蛋白的表達(dá)，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞焦亡，改善ICH 臨床癥狀［43］。郭亞凈等也選用MCC950 觀察大鼠ICH 后72 h 神經(jīng)損傷情況，證實(shí)MCC950 可以抑制NLRP3炎性小體相關(guān)的細(xì)胞焦亡及促炎反應(yīng)來改善ICH 后的神經(jīng)損傷［44］。Li 等研究發(fā)現(xiàn)穿心蓮內(nèi)酯能抑制NLRP3/ASC/CASP-1復(fù)合體的組裝，從而降低乳酸脫氫酶和IL-3β 的表達(dá)水平，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞焦亡［45］。Liu 等經(jīng)過研究證實(shí)，ICH 72 h 后，缺氧預(yù)處理的嗅黏膜間充質(zhì)干細(xì)胞通過降低血腫周圍腦組織中小膠質(zhì)細(xì)胞焦亡相關(guān)蛋白NLRP3、ASC、caspase-1、caspase-8、GSDMD 和IL-1β 的表達(dá)水平，以及減少細(xì)胞膜孔隙來改善焦亡，并且比常氧處理的效果更好［46］。Lin 等研究發(fā)現(xiàn)，caspase-1 選擇性抑制劑AC-YVADCMK 可以抑制ICH 24 h 的caspase-1 活化，減少IL-1β 產(chǎn)生和成熟，并增加M2 型小膠質(zhì)細(xì)胞極化，改善ICH 后的神經(jīng)損傷，但對(duì)其上游炎癥復(fù)合體NLRP3表達(dá)沒有影響［47］。Zhang等研究表明，一種具有H2S緩釋功能的絲素蛋白（SF）水凝膠可降低海馬、皮質(zhì)和紋狀體區(qū)域caspase-1、ASC、GSDMD 蛋白的表達(dá)，減輕細(xì)胞焦亡［48］。

2.1.2 RKIP/NLRP3/Caspase-1/GSDMD Raf 激酶抑制蛋白（Raf kinase inhibitory protein，RKIP）屬于磷脂酰乙醇胺結(jié)合蛋白家族，參與心臟活動(dòng)、神經(jīng)生長(zhǎng)和精子產(chǎn)生。RKIP 是一種負(fù)向調(diào)控多種蛋白激酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的開關(guān)，如抑制G 蛋白偶聯(lián)受體（gprotein coupled receptor，GPCR）激酶、MAPK（Raf-MEK-ERK）、NF-κB 信號(hào)通路等［49］。有研究證實(shí)，RKIP 過表達(dá)能改善缺血性腦卒中后的腦損傷，而RKIP 敲低則會(huì)加重腦損傷［50］。一項(xiàng)研究顯示，巨噬細(xì)胞中RKIP 通過與ASC 的競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合阻斷NLRP3炎癥小體的組裝過程，負(fù)向調(diào)節(jié)炎癥小體的激活［51］。Gu 等的研究報(bào)道，用didymin 激活RKIP 能夠顯著下調(diào)ICH 后24 h 焦亡相關(guān)分子NLRP3、caspase-1 P20、GSDMD-N 和成熟IL-1β 的表達(dá)量，通過ASC/Caspase-1/GSDMD 通路改善ICH 后神經(jīng)元焦亡和神經(jīng)功能缺損［52］，他的另一項(xiàng)研究則證明了didymin可通過該通路減輕小膠質(zhì)細(xì)胞焦亡和神經(jīng)炎癥［53］。

2.1.3 ERS、IL-13與NLRP3/caspase-1/GSDMD 研究發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)的累積可以導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激（endoplasmic reticulum stress，ERS），過度的ERS 可導(dǎo)致細(xì)胞損傷或激活NLRP3 炎癥小體［54］，在腎缺血再灌注［55］和慢性肝病損傷［56］中誘導(dǎo)焦亡。IL-13 是由活化的Th2 分泌的細(xì)胞因子，受體為IL-4Rα/IL-13Rα1，可介導(dǎo)多種炎癥性疾病。近期研究發(fā)現(xiàn)，IL-13 與了JAK-STAT 信號(hào)通路有關(guān)［57］。在大腦神經(jīng)元中，IL-13 與IL-13Rα1 結(jié)合，加重了神經(jīng)元的氧化損傷并致其死亡［58］。Chen 等研究發(fā)現(xiàn)，ICH 通過激活轉(zhuǎn)錄激活因子4（activating transcription factor 4，ATF-4）和IRE1α/CHOP 通路誘導(dǎo)ERS，使用ERS 抑制劑TUDCA 可減少ICH 24 h 后神經(jīng)元NLRP3 炎癥小體相關(guān)蛋白和IL-13 的表達(dá)，減輕神經(jīng)元焦亡，另外抑制IL-13 表達(dá)也可抑制神經(jīng)元焦亡，因此他推測(cè)ERS與ICH 后神經(jīng)元焦亡間的串?dāng)_可能和IL-13有關(guān)［59］。Yan 等發(fā)現(xiàn)24 h ICH 小鼠IL-13 表達(dá)量上升，而脛骨骨折（tibial fracture，TF）合并ICH 小鼠IL-13 表達(dá)相對(duì)較低，使用重組小鼠IL-13 則增加了NLRP3 等焦亡相關(guān)蛋白的表達(dá)，加重神經(jīng)元焦亡和細(xì)胞死亡［60］。

2.1.4 Dectin-1/Syk/NLRP3/caspase-1/GSDMD 樹突狀細(xì)胞相關(guān)C型凝集素-1 （dendritic cell-associated C-type lectin-1，Dectin-1）屬于PRR，是C 型凝集素受體之一，可介導(dǎo)真菌感染性疾病、腦缺血、ICH 和心肌梗死中的炎癥。相關(guān)研究表明，Dectin-1激活后募集脾酪氨酸激酶（spleen tyrosine kinase，Syk）使其磷酸化，從而加重炎癥損傷［61］，而在小鼠缺血性卒中后抑制Syk 可以減輕NLRP3 炎癥小體相關(guān)的焦亡和神經(jīng)炎癥［62］。心肌梗死后通過抑制Dectin-1 能夠下調(diào)NLRP3 的蛋白質(zhì)水平及IL-1β 和IL-18 的轉(zhuǎn)錄［63］。ICH 后Dectin-1 通過Syk/Card9/NF-κB 途徑參與小膠質(zhì)細(xì)胞極化和功能修復(fù)［64］。Ding 等使用Laminarin（Dectin-1 抑制劑）觀察ICH 后72 h NLRP3 炎癥小體介導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞焦亡情況，發(fā)現(xiàn)抑制Dectin-1 可以抑制Syk 的磷酸化，抑制NLRP3 炎癥小體活化，下調(diào)GSDMD-N、IL-1β 和IL-18 的表達(dá)，減輕細(xì)胞焦亡和神經(jīng)炎癥［65］。

2.1.5 MiR-23b/PTEN/NLRP3/caspase-1/GSDMD 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（bone marrow mesenchymal stem cell，BMSC）分泌的外泌體在各種疾病中表現(xiàn)出積極的作用，能夠通過長(zhǎng)非編碼RNA、微小RNA（microRNA，miRNA）和蛋白質(zhì)傳遞信息。MiRNA 是小非編碼單鏈RNA 分子，通過干擾mRNA 或者抑制翻譯過程來減少目標(biāo)靶基因的表達(dá)，從而發(fā)揮生物學(xué)功能。有研究發(fā)現(xiàn)，ICH 后外泌體通過減輕神經(jīng)元凋亡和神經(jīng)炎癥來促進(jìn)神經(jīng)恢復(fù)［66］。多種中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的研究發(fā)現(xiàn)，BMSC 分泌的外泌體中的miR-23b 能夠發(fā)揮抗炎作用［67，68］。Hu 等研究發(fā)現(xiàn)，BMSC 外泌體miR-23b 通過阻礙磷酸酶張力蛋白同源物（phosphatase and tensin homolog，PTEN）和NLRP3 的結(jié)合，抑制炎癥小體激活，減輕了NLRP3依賴的細(xì)胞焦亡，改善大鼠神經(jīng)功能［69］。

2.1.6 NEK7/NLRP3/caspase-1/GSDMD 短鏈脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）是一種由腸道菌群代謝的小分子有機(jī)酸，發(fā)揮機(jī)體免疫調(diào)節(jié)的生物學(xué)效應(yīng)。腦-腸軸的理論提出后，證明SCFAs 不僅能穩(wěn)定腸道微生物環(huán)境，還可以調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的免疫功能。研究表明，SCFAs 可以調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞極化從而起到抗炎作用［70］，還能夠調(diào)節(jié)血腦屏障通透性來減輕腦水腫［71］。丁酸是SCFAs 的一種，是結(jié)腸細(xì)胞重要的能量來源和底物。沈逸青研究表明，ICH 后永離有絲分裂基因A 相關(guān)激酶7（NIMArelated kinase 7，NEK7）結(jié)合NLRP3，共同形成NEK7-NLRP3 復(fù)合體，激活焦亡通路，給予丁酸鈉（sodium butyrate，Na B）可以有效抑制ICH 后24 h NEK7/NLRP3/GSDMD 焦亡通路的激活，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞焦亡，增強(qiáng)腦組織的抗炎作用［72］。

2.2 NLRP1相關(guān)信號(hào)通路

2.2.1 CCR5/PKA/CREB/NLRP1/Caspase-1/GSD MD C-C 趨化因子受體5（C-C chemokine receptor type 5，CCR5）是一種GPCR，能將白細(xì)胞募集到損傷區(qū)域介導(dǎo)炎癥。cAMP 依賴性蛋白激酶A（cAMPdependent protein kinase A，PKA）和cAMP 效應(yīng)元件結(jié)合蛋白（cAMP response element-binding protein，CREB）是CCR5 下游信號(hào)蛋白，PKA 能夠磷酸化CREB 的133 位絲氨酸位點(diǎn)以激活CREB。據(jù)報(bào)道，抑制艾滋病小鼠神經(jīng)元CCR5 能夠上調(diào)CREB 蛋白水平，從而增強(qiáng)皮質(zhì)神經(jīng)元可塑性，改善記憶和學(xué)習(xí)能力［73］。抑制CCR5 的激活能夠改善嚙齒動(dòng)物腦缺血和創(chuàng)傷性腦損傷后的運(yùn)動(dòng)功能［74］。Yan 等通過實(shí)驗(yàn)證明，小鼠ICH 24 h 后趨化因子配體5（C-C motif chemokine ligand 5，CCL5）激活CCR5 通過PKA/CREB/NLRP1通路介導(dǎo)了神經(jīng)元焦亡，用CCR5的選擇性抑制劑Maraviroc（MVC）則增加了PKA-Cα 和p-CREB 的表達(dá)，逆轉(zhuǎn)了CCR5激活導(dǎo)致的NLRP1依賴性焦亡和神經(jīng)功能障礙［75］。

2.2.2 ASK1/JNK/p38 MAPK/NLRP1/caspase-1/GSDMD 黑皮質(zhì)素屬于內(nèi)源性神經(jīng)肽，由阿片黑皮質(zhì)素前體產(chǎn)生，包括α-、β-、γ-黑素細(xì)胞刺激素（melanocyte-stimulating hormone，MSH）和促腎上腺皮質(zhì)激素，它們通過結(jié)合5類黑皮質(zhì)素受體（melanocortin receptor ，MCR）產(chǎn)生抗炎作用［76］。黑皮質(zhì)素4受體（MC4R）是MCR 的主要亞型，在神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞中高表達(dá)。通過與其內(nèi)源性配體神經(jīng)肽α-MSH 結(jié)合，MC4R 在腦缺血、缺血性腎衰竭和創(chuàng)傷性腦損傷的環(huán)境中抑制促炎細(xì)胞因子活性從而發(fā)揮抗炎作用。激活MC4R可以顯著下調(diào)c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）和p38絲裂原活化蛋白激酶（p38 mitogen-activated protein kinase，p38 MAPK）的磷酸化［77］。JNK、p38 MAPK 和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2（extracellular signalregulated kinase 1/2，ERK1/2）屬于MAPK 亞族，能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)、免疫功能、增殖和分化和細(xì)胞死亡［78］，而凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1（apoptosis signalregulating kinase 1，ASK1）是JNK/p38 MAPK 信號(hào)通路激活所必需的。據(jù)報(bào)道，ICH 后JNK/p38 MAPK 通路被激活，釋放促炎介質(zhì)介導(dǎo)神經(jīng)元細(xì)胞死亡［79］。在腦缺血的體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)中，JNK/p38 MAPK 通路能夠促進(jìn)神經(jīng)元NLRP1 炎癥小體的激活［80］。Chen 等報(bào)道，RO27-3225（MC4R 激動(dòng)劑）可以下調(diào)ICH 后24 h p-p38 MAPK、p-JNK、p-ASK1、caspase-1、NLRP1 和IL-1β 的表達(dá)，減輕ASK1/JNK/p38 MAPK 介導(dǎo)的NLRP1依賴性神經(jīng)元焦亡，恢復(fù)神經(jīng)功能［81］。

2.3 NLRC4相關(guān)信號(hào)通路

NK1R/PKCδ/NLRC4/Caspase-1/GSDMD：P 物質(zhì)（substance P，SP）是一類神經(jīng)肽，主要位于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，介導(dǎo)炎癥相關(guān)過程。SP與神經(jīng)激肽受體（neurokinin receptors，NKRs）結(jié)合發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng)。其中，神經(jīng)激肽受體1（NK1R）是由星形膠質(zhì)細(xì)胞、神經(jīng)元和小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)的GPCR，對(duì)SP 有高親和力。SP 結(jié)合NK1R 后激活磷脂酶C，產(chǎn)生二?；视停S后激活蛋白激酶C（protein kinase C，PKC）［82］。據(jù)報(bào)道，小膠質(zhì)細(xì)胞NK1R 的激活上調(diào)了PKCδ 的磷酸化水平［83］。NLRC4 的細(xì)胞內(nèi)蛋白表達(dá)水平主要由p-PKCδ調(diào)節(jié)［84］。Jin 等研究發(fā)現(xiàn)，NK1R 選擇性抑制劑阿瑞匹坦能夠顯著改善ICH 后24 h 神經(jīng)行為缺損，下調(diào)NLRC4、GSDMD、caspase-1、IL-18 和IL-1β 的表達(dá)，抑制NK1R/PKCδ通路減輕NLRC4依賴性神經(jīng)元焦亡［85］。

綜上所述，現(xiàn)今對(duì)ICH 后細(xì)胞焦亡的研究較為深入，雖然NLRP6、AIM2 等炎癥小體在其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中也被證明與焦亡相關(guān)，但大多數(shù)文獻(xiàn)主要圍繞經(jīng)典炎癥小體NLRP3 以及經(jīng)典焦亡途徑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。今后在對(duì)焦亡的非經(jīng)典途徑、其他炎癥小體和激活炎癥小體的上游信號(hào)通路方面需要更進(jìn)一步的研究。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：吳哲負(fù)責(zé)論文設(shè)計(jì)、文獻(xiàn)收集、撰寫論文；焦明媛負(fù)責(zé)論文修改；鄒偉負(fù)責(zé)指導(dǎo)撰寫文章并最后定稿。