細(xì)胞焦亡及其在角膜炎疾病中的作用機(jī)制研究進(jìn)展

摘 要： 角膜炎是由于角膜防御能力降低，外界病原體或自身疾病等因素侵襲角膜組織所引發(fā)的炎癥反應(yīng)。細(xì)胞焦亡是一種與炎癥相關(guān)的程序性細(xì)胞死亡方式，其在細(xì)胞膜上形成的孔道，可允許多種炎性介質(zhì)的外排，介導(dǎo)炎癥反應(yīng)。有研究顯示，角膜炎與焦亡的發(fā)生相關(guān)，抑制焦亡的發(fā)生可改善角膜炎的癥狀，是臨床治療的新方向。本文從細(xì)胞焦亡的定義及形態(tài)學(xué)變化、焦亡的發(fā)生機(jī)制、焦亡在角膜炎中的作用、常見焦亡抑制劑在眼科疾病中應(yīng)用四個(gè)方面進(jìn)行回顧和總結(jié)，以期推動(dòng)焦亡在角膜炎疾病防控中的研究進(jìn)程。

關(guān)鍵詞： 細(xì)胞焦亡；角膜炎；防控；炎癥反應(yīng)

中圖分類號(hào)：

S845"""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A"""" 文章編號(hào)： 0366-6964（2025）03-1089-11

收稿日期：2024-04-16

基金項(xiàng)目：國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助項(xiàng)目（2023YFD1801100）；江蘇省研究生培養(yǎng)創(chuàng)新工程資助項(xiàng)目（KYCX21_3273）；揚(yáng)州大學(xué)卓越本科課程建設(shè)工程項(xiàng)目資助（2022ZYKCC-33）；揚(yáng)州大學(xué)“青藍(lán)工程”資助；江蘇省333高層次人才培養(yǎng)工程資助項(xiàng)目；江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目；江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項(xiàng)目；江蘇省高等學(xué)校基礎(chǔ)科學(xué) （自然科學(xué)）研究面上項(xiàng)目（22KJB230006）

作者簡介：王志浩（1996-），男，山東無棣人，博士生，主要從事宿主與病原互作研究，E-mail：wzh781531011@163.com

*通信作者：王 亨，主要從事動(dòng)物臨床疾病診療和發(fā)病機(jī)制研究，E-mail：sdaulellow@163.com

Progress of Pyroptosis and Its Mechanism of Action in the Keratitis Disease

WANG" Zhihao "GUO" Long "WANG" Peili3， LI" Jianji "WANG" Heng^1，2*

（1.Jiangsu Co-innovation Center for Prevention and Control of Important Animal

Infectious Diseases and Zoonoses， College of Veterinary Medicine， Yangzhou University，

Yangzhou" 225009，" China； 2. Joint International Research Laboratory of Agriculture and

Agri-product Safety of the Ministry of Education， Joint International Research Laboratory

of Important Animal Infectious Diseases and Zoonoses of Jiangsu Higher Education

Institutions， Yangzhou 225009，" China； 3. The Third School of Clinical Medicine，

Nanjing University of Chinese Medicine， Shi Zi Street No.100， Hongshan

Road， Nanjing 210028，" China）

Abstract：" Keratitis is an inflammation of the cornea caused by external pathogens or diseases， due to a reduction in the corneal defense ability. Pyroptosis is a programmed cell death related to inflammation. The pores formed on the cell membrane can allow the efflux of various inflammatory substances and mediate the inflammatory response. Studies have shown that keratitis is related to the occurrence of pyroptosis. Inhibiting the occurrence of pyroptosis can improve the clinical symptoms of the disease， which is a new direction for clinical treatment. This article reviews and summarizes the definition and morphological changes of pyroptosis， the mechanism of pyroptosis， the role of pyroptosis in keratitis， and the application of common pyroptosis inhibitors in ophthalmic diseases， to promote the research process of pyroptosis in keratitis.

Keywords： pyroptosis; keratitis; prevention and control; inflammation

*Corresponding author：" WANG Heng， E-mail： sdaulellow@163.com

細(xì)胞焦亡（pyroptosis）是一種由Gasdermin蛋白（GSDM）家族介導(dǎo)的、伴有炎癥反應(yīng)、細(xì)胞程序性死亡方式。角膜炎是臨床常見的眼科疾病，其病原微生物多為金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus，S. aureus）、偽中間葡萄球菌（Staphylococcus pseudintermedius，S. pseudintermedius）、銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa，P. aeruginosa）、煙曲霉桿菌（Aspergillus fumigatus，A. fumigatus）、單純皰疹病毒1型（herpes simplex virus type 1，HSV-1）等^［1-2］。近期研究發(fā)現(xiàn)，上述病原菌感染與細(xì)胞焦亡的發(fā)生相關(guān)，抑制感染過程中的細(xì)胞焦亡，可顯著改善疾病進(jìn)程，成為臨床治療的潛在靶點(diǎn)^［3］。本文對細(xì)胞焦亡的定義及細(xì)胞形態(tài)學(xué)變化，焦亡的激活途徑，焦亡在細(xì)菌、真菌、病毒或其他因素介導(dǎo)的角膜炎中的作用，常見焦亡抑制劑在眼科疾病中應(yīng)用的研究進(jìn)展四個(gè)方面進(jìn)行綜述，以期為探究細(xì)胞焦亡在眼科疾病防控中的作用、發(fā)掘眼科疾病治療新靶點(diǎn)提供參考。

1 細(xì)胞焦亡的概述

細(xì)胞焦亡是一種由GSDM蛋白家族介導(dǎo)的程序性細(xì)胞死亡。GSDM蛋白具有在質(zhì)膜上成孔活性的N端結(jié)構(gòu)域和抑制N端結(jié)構(gòu)域成孔活性的C端結(jié)構(gòu)域，兩結(jié)構(gòu)域間存在柔性序連接（flexible linker）^［4］。焦亡發(fā)生依賴于GSDM蛋白家族（除DFNB59）蛋白剪切，形成具有成孔活性的N端區(qū)域，該類剪切體形成寡聚體插入細(xì)胞膜或線粒體膜，在膜上形成非選擇性孔道^［5］。該類孔道允許多種物質(zhì)，包括炎癥介質(zhì)［白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-1β、IL-18、高遷移率族蛋白1（high mobility group box 1 protein， HMGB1）］^［5-6］、病原菌、H2O和各種離子等自由進(jìn)出，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)滲透壓改變，細(xì)胞腫脹或破裂^［7］。釋放到胞外的內(nèi)容物是天然免疫系統(tǒng)特異性受體識(shí)別信號(hào)，引發(fā)炎癥反應(yīng)，促進(jìn)受損組織的修復(fù)^［8］。胞內(nèi)炎癥介質(zhì)，如促炎細(xì)胞因子IL-1β，因缺乏信號(hào)肽，無法直接在胞內(nèi)發(fā)揮作用，焦亡孔道促進(jìn)其胞外釋放，是胞內(nèi)炎癥介質(zhì)調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的關(guān)鍵^［9］。

2 焦亡形態(tài)學(xué)特征

焦亡發(fā)生時(shí)，表現(xiàn)為核皺縮，染色質(zhì)DNA斷裂降解，核結(jié)構(gòu)相對完整，TUNEL染色呈陽性^［10］。在焦亡發(fā)生早期，細(xì)胞膜上無選擇性孔道可引發(fā)細(xì)胞滲透性腫脹，此時(shí)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整，但膜結(jié)構(gòu)中的磷脂酰絲氨酸外翻，Annexin V和PI染色呈雙陽性。掃描電鏡可見細(xì)胞呈“荷包蛋”樣^［11］；明場可見細(xì)胞“外吐大泡”；免疫熒光可見GSDM蛋白與細(xì)胞膜共定位^［12］。焦亡發(fā)生后期，腫脹的細(xì)胞發(fā)生破裂，掃描電鏡可見細(xì)胞呈“爛白菜葉”狀^［11］。各種細(xì)胞程序性死亡的特點(diǎn)和區(qū)別詳見表1。

3 焦亡的發(fā)生機(jī)制

細(xì)胞焦亡發(fā)生的途徑有四種，包括經(jīng)典炎癥小體誘導(dǎo)途徑（Caspase-1依賴型）、非經(jīng)典炎癥小體誘導(dǎo)途徑（Caspase-4/5/11依賴型）、Caspase-3/8介導(dǎo)途徑和GSDM蛋白相關(guān)誘導(dǎo)途徑^［14］。本文將從以上四個(gè)方面，闡述焦亡發(fā)生機(jī)制的研究進(jìn)展。

3.1 經(jīng)典炎癥小體誘導(dǎo)途徑

因炎癥小體核心蛋白的不同，其激活方式有差距，介導(dǎo)焦亡的炎癥小體核心蛋白主要有NLRP3、NLRC4、AIM2、和NLRP1四種。

3.1.1 NLRP3炎癥小體

NLRP3炎癥小體的活化始于模式識(shí)別受體識(shí)別刺激信號(hào)，在凋亡相關(guān)微粒蛋白（apoptosis-associated speck-like protein containing CARD，ASC）的輔助下與Pro-Caspase-1蛋白結(jié)合，激活NLRP3炎癥小體^［15］，形成Cleaved-Caspase-1，特異性切割GSDMD，生成GSDMD-N（又稱之為成孔結(jié)構(gòu)域，pore-forming domain，PFD），進(jìn)而介導(dǎo)焦亡^［16-17］。該類焦亡激活方式可見于多種動(dòng)物臨床疾病，如S. pseudintermedius介導(dǎo)的犬角膜潰瘍^［18］，S. aureus胞內(nèi)感染誘導(dǎo)的奶牛乳腺炎^［19］，非洲豬瘟病毒感染過程^［20］，禽致病性大腸桿菌介導(dǎo)的雞肝和回腸損傷^［21-22］。

3.1.2 NLRC4炎癥小體誘導(dǎo)途徑

NLRC4炎癥小體的NLRC4可PrgJ和NAIP2的復(fù)合物激活。第一個(gè)活化的NLRC4 “催化表面”結(jié)合下一個(gè)NLRC4蛋白分子的“受體表面”，10～12個(gè)NAIP2/"" NLRC4蛋白分子相互作用聚合成盤狀“PrgJ-NAIP2-NLRC4^ΔCARD”結(jié)構(gòu)，招募并活化Caspase-1，生成PFD介導(dǎo)焦亡^［23-24］。該類焦亡激活方式與多種人畜共患性疾病相關(guān)，如弓形蟲介導(dǎo)的羊膜細(xì)胞焦亡^［25］和多種臨床病原菌的感染過程，包括P. aeruginosa、沙門菌、傷寒沙門菌、弗氏志賀菌、嗜肺軍團(tuán)、伯克霍爾德菌等多種人畜共患菌^［26-27］。

3.1.3 AIM2炎癥小體誘導(dǎo)途徑

細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)的dsDNA可被AIM2炎癥小體的HIN結(jié)構(gòu)域識(shí)別，并與熱蛋白結(jié)構(gòu)域（pyrin domain，PYD）解離，解離后的PYD相互結(jié)合形成PYD-PYD，招募ASC并促進(jìn)其CARD區(qū)域與Pro-Caspase-1結(jié)合^［28］，形成AIM2-ASC-Pro-Caspase-1炎癥復(fù)合體，介導(dǎo)Caspase-1活化，進(jìn)而促進(jìn)PFD形成，介導(dǎo)焦亡^［29-30］。此外，細(xì)胞內(nèi)IFN-γ、I-IFN、IL-10、IL-1α、IL-18、IL-1β等細(xì)胞因子均可與PYD區(qū)域結(jié)合，激活A(yù)IM2炎癥小體，介導(dǎo)細(xì)胞焦亡^［31-32］。偽狂犬病病毒、牛支原體、S. aureus等常見病原感染過程中，可通過激活A(yù)IM2炎癥小體加劇組織損傷，并通過焦亡途徑擴(kuò)大感染面積^［33-34］。

3.1.4 NLRP1炎癥小體誘導(dǎo)途徑

微生物入侵機(jī)體或DAMPs刺激，可促進(jìn)NLRP1中FIIND結(jié)構(gòu)域水解^［35］，形成NBD-LRR-ZU5和UPA-CARD復(fù)合物^［36］。NBD-LRR-ZU5復(fù)合物可水解NLRP1的N端，激活NLRP1炎癥小體；UPA-CARD復(fù)合物可活化Caspase-1，促進(jìn)PFD的形成，介導(dǎo)焦亡^［37］。炭疽致死毒素^［38］、剛地弓形蟲分泌的LF蛋白酶或IpaH7.8^［39］、細(xì)菌的胞壁酰二肽等^［40］均可水解NLRP1的N端區(qū)域，激活NLRP1炎癥小體，介導(dǎo)焦亡。此外，NLRP1通過上調(diào)IL-11的表達(dá)，抑制豬傳染性胃腸炎病毒和豬丁型冠狀病毒的復(fù)制，緩解機(jī)體損傷^［41］；另有研究指出，肝片吸蟲或泰勒蟲感染水?；螯S牛過程中，通過激活NLRP1，加劇機(jī)體炎癥發(fā)應(yīng)^［42-43］。

3.2 非經(jīng)典炎癥小體激活途徑

研究顯示，LPS可直接激活宿主內(nèi)的Caspase-4/5/11，并對GSDMD蛋白進(jìn)行特異性切割，形成PFD蛋白，介導(dǎo)細(xì)胞焦亡^{［14，44-45］}?；罨腃aspase-11可特異性激活跨膜半通道蛋白，促進(jìn)ATP的激活和釋放，進(jìn)而與P2X7受體結(jié)合，通過激活NLRP3炎癥小體介導(dǎo)焦亡^［46］。非洲豬瘟病毒通過激活Caspase-4，通過差異性剪切GSDMA調(diào)節(jié)焦亡，進(jìn)行自我復(fù)制^［47］；LPS可通過Caspase-1/4激活GSDMD，介導(dǎo)奶牛子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞焦亡^［48］；Caspase-11在弓形蟲^［49］和布魯氏菌^［50］感染早期，通過促進(jìn)IL-18的表達(dá)增強(qiáng)機(jī)體炎癥反應(yīng)，緩解組織損傷。

3.3 Caspase-3/8介導(dǎo)途徑

Caspase-3可被多種刺激物質(zhì)激活，如化療藥物、TNF、病毒感染、凋亡素和視網(wǎng)膜中全反式視黃醛等，進(jìn)而特異性剪切GSDME蛋白，介導(dǎo)細(xì)胞焦亡^［51］。研究指出，鴨甲型肝炎1型病毒、禽傳染性支氣管炎病毒、口蹄疫病毒、豬繁殖與呼吸綜合征病毒等感染過程中，均通過激活Caspase-3剪切GSDME，介導(dǎo)焦亡^［52-54］。

Caspase-8有四種焦亡激活途徑：①Yersinia效應(yīng)蛋白YopJ抑制TGF-β活化激酶-1或IKK激酶活性，調(diào)節(jié)Caspase-8活化和PFD形成^［55］。②Caspase-8與受體相互作用蛋白激酶1形成復(fù)合體，激活Z-DNA結(jié)合蛋白1-NLRP3炎癥小體，調(diào)節(jié)NLRP3炎癥小體的活性^［56］。③Caspase-8直接剪切Pro-Caspase-3，促進(jìn)GSDME-N蛋白N活化^［55］；Caspase-8將Bid蛋白切割成“tBid”并遷移到線粒體膜形成Bax/Bak孔，釋放細(xì)胞色素C，激活Caspase-3^［57］。④癌細(xì)胞在TNF-α或α-酮戊二酸刺激下，Caspase-8剪切GSDMC成GSDMC-N，介導(dǎo)焦亡，發(fā)揮治療作用^［58］。豬繁殖與呼吸綜合征病毒，通過激活Caspase-8介導(dǎo)焦亡釋放到胞外，促進(jìn)自我復(fù)制^［59］；豬鏈球菌和沙門菌通過Caspase-8/GSDMD介導(dǎo)焦亡^［60］。

3.4 GSDM蛋白相關(guān)誘導(dǎo)途徑

不同種GSDM蛋白激活方式不同。GSDMA可被化膿性鏈球菌的Speb剪切^［61］，兩棲動(dòng)物、爬行動(dòng)物和禽類動(dòng)物中的Caspase-1可直接剪切GSDMA^［62］；GSDMB蛋白可被顆粒酶A（granzymes A， Gzm A）剪切^［63］，該蛋白在犬、貓中的缺失，是該類動(dòng)物對新型冠狀病毒感染（COVID-19）不敏感的主要因素^［64］。GSDME通過Gzm B剪切激活^［65］，口蹄疫病毒的3C蛋白酶可裂解GSDME的Q271-G272位點(diǎn)，介導(dǎo)焦亡^［52］。GSDMD蛋白的膜成孔性受ROS的正調(diào)控^［66］，而受胞內(nèi)體分選轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合物的負(fù)調(diào)控^［67］。此外，中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶可直接切割GSDMD，生成具有完全活性的ELANE衍生的GSDMD-NT片段（GSDMD-ent）介導(dǎo)焦亡^［68］。

4 焦亡與角膜炎

4.1 焦亡與細(xì)菌性角膜炎

P. aeruginosa是臨床上常見的導(dǎo)致角膜潰瘍的病原菌，對P. aeruginosa角膜炎患者和大鼠角膜潰瘍模型的角膜樣品進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)Caspase-4/5（人）/11（小鼠）蛋白表達(dá)上調(diào)，P. aeruginosa釋放的LPS通過非經(jīng)典炎癥小體激活途徑介導(dǎo)焦亡^［69］。在P. aeruginosa侵染過程中，一種在骨髓細(xì)胞中表達(dá)的PRR-髓系細(xì)胞觸發(fā)受體2（triggering receptor expressed on myeloid cells-2，TREM2），通過抑制Caspase-1-GSDMD焦亡途徑，增強(qiáng)宿主細(xì)胞對P. aeruginosa感染的防御^［70］。P. aeruginosa的T3SS分泌蛋白可將不同的毒素蛋白導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)激活相應(yīng)的受體蛋白，如鞭毛蛋白（flagellin）可激活NAIP6和NAIP5，針蛋白（needle）可激活NAIP2，Rod蛋白可激活NAIP1，以上被激活的NAIP6、NAIP5、NAIP2和NAIP1均可激活NLRC4炎癥小體；而ExoS蛋白更可直接激活NLRP3炎癥小體?；罨蟮腘LRC4炎癥小體和NLRP3炎癥小體通過經(jīng)典途徑介導(dǎo)細(xì)胞焦亡^［71］。另有研究顯示，P. aeruginosa的T3SS效應(yīng)子ExoS通過抑制Caspase-4的活化抑制細(xì)胞焦亡，延長細(xì)胞壽命，進(jìn)而促進(jìn)P. aeruginosa在眼表細(xì)胞內(nèi)的定植和增殖^［72］。

S. aureus亦是導(dǎo)致角膜潰瘍的常見病原菌，有研究顯示其胞內(nèi)感染過程中通過激活NLRP3炎癥小體^［19］或抑制mTORC1/STAT3信號(hào)軸介導(dǎo)細(xì)胞焦亡^［73］，另有研究指出，其分泌的HLA毒素可促進(jìn)GSDME蛋白的剪切，介導(dǎo)焦亡^［74］。但S. aureus是否導(dǎo)致角膜細(xì)胞發(fā)生焦亡有待進(jìn)一步研究。S. pseudintermedius是繼S. aureus和P. aeruginosa后的第三種臨床常見角膜潰瘍致病菌^［1］，本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)S. pseudintermedius可胞內(nèi)感染犬角膜上皮細(xì)胞，并通過ROS-NLRP3-GSDMD信號(hào)軸介導(dǎo)細(xì)胞焦亡^［18］。綜上所述，細(xì)胞焦亡與細(xì)菌性角膜炎的發(fā)生直接相關(guān)，是后期相關(guān)疾病治療的潛在靶點(diǎn)。

4.2 焦亡與真菌性角膜炎

真菌性角膜潰瘍，具有臨床發(fā)病率高、治療難度大、極易復(fù)發(fā)的特點(diǎn)。A. fumigatus是常見的真菌性角膜炎病原菌^［3］。研究顯示，A. fumigatus感染角膜后，可促進(jìn)干擾素-1（interferon-1，IFN-1）的產(chǎn)生，大量釋放的IFN-1與其特異性受體IFNR結(jié)合，促進(jìn)JAK/STAT信號(hào)傳導(dǎo)，通過Caspase-1-GSDMD途徑介導(dǎo)細(xì)胞焦亡^［75］。A. fumigatus感染人角膜上皮細(xì)胞后，可促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素（thymic stromal lymphopoietin，TSLP）的合成與釋放，釋放的TSLP與其特異性受體TSLPR結(jié)合，通過經(jīng)典NLRP3炎癥小體活化途徑，介導(dǎo)細(xì)胞焦亡^［76］。A. fumigatus感染時(shí)，可誘導(dǎo)pannexin 1通道的形成，促進(jìn)ATP的外排，胞外的ATP與P2X7受體結(jié)合，通過經(jīng)典NLRP3炎癥小體活化途徑，介導(dǎo)細(xì)胞焦亡和IL-1β的釋放，加劇炎癥反應(yīng)^［77］。預(yù)先向小鼠結(jié)膜下注射GSDMD siRNA，后構(gòu)建A. fumigatus小鼠角膜潰瘍模型。試驗(yàn)結(jié)果表明沉默GSDMD的表達(dá)，可有效抑制A. fumigatus感染小鼠角膜IFNR、JAK/STAT和Caspase-1信號(hào)通路的活化，降低角膜中IL-1β的分泌，減少中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞向感染角膜募集，表明靶向GSDMD蛋白的表達(dá)是A. fumigatus角膜炎的治療靶點(diǎn)^［75］。另有研究發(fā)現(xiàn)，A. fumigatus感染早期，Caspase-8通過抑制RIPK3/MLKL信號(hào)通路，促進(jìn)NLRP3炎癥小體活化，介導(dǎo)細(xì)胞焦亡，添加Caspase-8的活化抑制劑（Z-IETD-FMK）可有效緩解疾病進(jìn)程^［78］。

4.3 焦亡與病毒性角膜炎

HSV-1是導(dǎo)致傳染性角膜炎常見病原體。研究發(fā)現(xiàn)，在HSV-1病毒感染早期，NLRP3、NLRP12和IFI16炎癥小體被激活，促進(jìn)角膜組織中Caspase-1、IL-1β、IL-18和GSDMD蛋白的活化，并招募單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞向受損區(qū)域遷移，從而加劇炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致角膜潰瘍和混濁^［79］。另有研究報(bào)道，HSV-1感染小膠質(zhì)細(xì)胞后，被細(xì)胞內(nèi)PRR識(shí)別，激活NF-κB信號(hào)通路，通過NLRP3炎癥小體經(jīng)典途徑介導(dǎo)細(xì)胞焦亡^［80］。

4.4 焦亡與其他原因?qū)е碌慕悄ぱ?/p>

近期研究顯示，糖尿病導(dǎo)致的角膜水腫和內(nèi)皮細(xì)胞代償，也與焦亡發(fā)生相關(guān)^［81］。在高糖刺激下，lncRNA KCNQ1OT1作為競爭性內(nèi)源性RNA（ceRNA），可抑制miR-214，靶向促進(jìn)Caspase-1的活化，介導(dǎo)高糖條件下的角膜細(xì)胞焦亡^［82］。此外，空氣中的PM2.5可通過ROS/NLRP3/GSDMD介導(dǎo)人角膜上皮細(xì)胞焦亡^［83］。在角膜堿燒傷模型中，角膜組織中TLR4-MyD88-Caspase-8信號(hào)軸激活，導(dǎo)致NLRP3炎癥小體的活化，介導(dǎo)焦亡^［84］。

5 焦亡抑制劑在角膜炎疾病治療中的應(yīng)用

多項(xiàng)研究證實(shí)，細(xì)胞焦亡與眼部疾病的發(fā)生和發(fā)展直接相關(guān)，使用靶向藥物抑制焦亡，是目前眼科疾病治療的新方向。目前，已被證實(shí)可應(yīng)用于眼科疾病治療的焦亡抑制劑可分為兩大類，一種是抑制焦亡的激活，另一種是抑制GSDMD蛋白的活化^［85］。

5.1 焦亡活化途徑抑制劑

目前多項(xiàng)研究顯示，抑制NLRP3炎癥小體的活化，可抑制焦亡的激活，顯著緩解眼科疾病臨床癥狀。MCC950可抑制Nek7-NLRP3相互作用，阻斷NLRP3炎癥小體的活化途徑。在視網(wǎng)膜損傷修復(fù)（高糖刺激下的人視網(wǎng)膜細(xì)胞和C57BL/6J小鼠視網(wǎng)膜缺血再灌注）^［86］、犬細(xì)菌性角膜炎^［87］等相關(guān)疾病模型中MCC950均表現(xiàn)良好的治療效果。INF39對NLRP3炎癥小體活化的抑制機(jī)理與MCC950相似，通過阻滯Nek7-NLRP3兩者的相互作用發(fā)揮功能^［88］。INF39可有效緩解高糖刺激下人視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞（ARPE-19）的焦亡現(xiàn)象^［89］。H3松弛素（H3 relaxin）通過阻斷P2X7受體，抑制NLRP3炎癥小體的活化，可緩解高糖誘導(dǎo)下視網(wǎng)膜病變過程中細(xì)胞凋亡和焦亡現(xiàn)象^［90］。褪黑激素（melatonin）通過抑制NF-κB/NLRP3軸，阻斷大鼠高眼壓損傷后的視網(wǎng)膜神經(jīng)元細(xì)胞焦亡^［91］。骨化三醇（calcitriol）通過抑制NLRP3-ASC-Caspase-1-GSDMD細(xì)胞焦亡途徑，有效緩解干眼癥患者的臨床癥狀和高滲應(yīng)激（hyperosmotic stress）誘導(dǎo)的人角膜上皮細(xì)胞焦亡^［92］。曲尼司特（tranilast）通過阻斷NLRP3寡聚化抑制NLRP3炎癥小體的組裝過程，與線粒體抗氧化劑和其他抗炎藥聯(lián)合使用，可緩解高糖誘導(dǎo)的人視網(wǎng)膜細(xì)胞焦亡和凋亡^［93］。

另有研究顯示，維生素D3可降低玻璃體切除患者、特發(fā)性黃斑裂孔患者和糖尿病視網(wǎng)膜病變患者的病變組織中的ROS水平，進(jìn)而抑制ROS/TXNIP/NLRP3經(jīng)典炎癥小體焦亡激活途徑，緩解組織損傷^［94］。胃饑餓素（ghrelin）和硫化氫（hydrogen sulfid）通過阻斷高糖誘導(dǎo)的ARPE-19細(xì)胞內(nèi)ROS累積，阻滯經(jīng)典NLRP3炎癥小體焦亡活化途徑，降低細(xì)胞的炎性損傷^［95］。黃芩苷（baicalin）通過增加miR-223的表達(dá)，抑制經(jīng)典NLRP3炎癥小體焦亡活化途徑，緩解β淀粉酶（Aβ-envoked）處理ARPE-19后導(dǎo)致的細(xì)胞損傷^［96］。此外，蟛蜞菊內(nèi)酯（wedelolactone）具有靶向抑制Caspase-4/5/11-GSDMD信號(hào)通路活化的作用，可有效緩解P. aeruginosa誘導(dǎo)的人原代角膜上皮細(xì)胞和小鼠角膜潰瘍的損傷^［69］。另有報(bào)道指出，地塞米松通過抑制Caspase-1-GSDMD介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡通路，緩解小鼠角膜堿燒傷的臨床癥狀^［97］。

5.2 GSDMD蛋白抑制劑

有研究顯示雙硫侖（disulfiram）通過共價(jià)修飾GSDMD中的Cys¹⁹¹/Cys¹⁹²位點(diǎn)，抑制GSDMD蛋白的寡聚化，阻斷焦亡孔道的形成來抑制細(xì)胞焦亡^［98］。雙硫侖可有效降低小鼠堿燒傷模型受損角膜組織的炎性細(xì)胞浸潤和新生血管形成^［99］。此外，雙硫侖與抗真菌藥物的聯(lián)合使用，通過抑制GSDMD蛋白的活化，可有效降低小鼠A. fumigatus角膜潰瘍模型角膜組織中炎性細(xì)胞的浸潤和IL-1β的釋放^［100］。此外，雙硫侖在LPS誘導(dǎo)的呼吸窘迫綜合征中也表現(xiàn)出良好的緩解效果^［101］。近期研究指出，富馬酸二甲酯（dimethyl fumarate，DMF）的半胱氨酸殘基與GSDMD蛋白發(fā)生結(jié)合，形成S-（2-琥珀酰）-半胱氨酸，阻滯GSDMD蛋白的寡聚化，抑制Caspase-1對GSDMD蛋白的特異性剪切作用，進(jìn)而抑制細(xì)胞焦亡^［102］。在A. fumigatus角膜損傷小鼠模型中，DMF通過抑制A. fumigatus生長、促進(jìn)Nrf2信號(hào)通路活化、抑制GSDMD-N蛋白表達(dá)的方式，緩解感染過程中角膜損傷程度^［103］。本課題組前期研究顯示，DMF以濃度依賴性抑制S. pseudintermedius的生長和生物膜的形成，并通過抑制相關(guān)致病毒力基因的表達(dá)和GSDMD蛋白的活化，緩解S. pseudintermedius胞內(nèi)感染犬角膜上皮細(xì)胞導(dǎo)致的細(xì)胞焦亡和氧化損傷。

6 小結(jié)與展望

焦亡發(fā)生在細(xì)胞膜上形成的非選擇性孔道，促進(jìn)炎性因子（IL-1β、IL-18和HMGB1）、ATP、K+、胞內(nèi)菌及病毒的外排，促進(jìn)“炎性風(fēng)暴”的形成和感染面積的擴(kuò)大，報(bào)道中指出多種人畜共患病原的感染過程均與焦亡的發(fā)生相關(guān)。深入探究焦亡發(fā)生與病原的致病機(jī)理，是后續(xù)獸醫(yī)臨床藥物開發(fā)的新方向。

焦亡的發(fā)生，可加劇中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞向受損角膜組織的招募遷移，加重角膜組織的炎性損傷和水腫。目前研究顯示，通過抑制焦亡的激活途徑或直接抑制GSDMD蛋白的活化，可有效緩解角膜炎疾病進(jìn)程，改善臨床癥狀，提高預(yù)后。但目前有多種抑制劑還停留在體外研究階段，并未進(jìn)行臨床病例試驗(yàn)，且部分藥物的藥代動(dòng)力學(xué)尚不明確，有待后續(xù)的研究。此外，S. aureus介導(dǎo)的角膜潰瘍是否與焦亡發(fā)生相關(guān)尚不明確，有待進(jìn)一步研究。

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（編輯 白永平）