抑制Zbp1-PANoptosome介导的PANoptosis:急性胰腺炎治疗新靶点的发现与机制研究

【字体: 时间:2025年04月17日 来源:Cell Death Discovery 6.1

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  急性胰腺炎(AP)中细胞死亡模式的复杂调控机制尚未阐明,本研究通过生物信息学分析和动物实验,首次揭示Zbp1-PANoptosome介导的PANoptosis(凋亡、坏死性凋亡和焦亡协同作用)在AP发病中的核心作用。研究人员通过构建小鼠AP模型和266-6细胞系实验,证实抑制Zbp1可显著减轻胰腺炎症损伤,为AP治疗提供了新策略。该成果发表于《Cell Death Discovery》,为炎症性疾病治疗靶点开发带来重要启示。

  

急性胰腺炎(AP)作为临床常见的急腹症,其发病率和死亡率居高不下,尤其重症患者死亡率可达20-40%。这种疾病的棘手之处在于,胰腺腺泡细胞的异常死亡会释放大量损伤相关分子模式(DAMPs),触发级联炎症反应,形成恶性循环。近年来,虽然研究者已发现凋亡(apoptosis)、坏死性凋亡(necroptosis)和焦亡(pyroptosis)等多种细胞死亡模式参与AP进程,但这些死亡方式如何协同作用仍是个谜。在此背景下,一种新型细胞死亡概念——PANoptosis应运而生,它突破了单一死亡模式的局限,强调三种死亡方式的协同调控网络。

为探索这一前沿科学问题,首都医科大学宣武医院的研究团队在《Cell Death Discovery》发表了突破性研究成果。该研究首次系统揭示了Z-DNA结合蛋白1(Zbp1)通过形成PANoptosome复合物调控PANoptosis,从而驱动急性胰腺炎发展的分子机制。通过整合生物信息学、动物模型和细胞实验的多维度证据,不仅为理解AP发病机制提供了新视角,更开辟了以Zbp1为靶点的治疗新途径。

研究采用的关键技术方法包括:1)通过连续8次雨蛙素(cerulein)腹腔注射构建小鼠AP模型;2)利用转录组测序和GSE65146公共数据库进行生物信息学分析;3)采用siRNA干扰技术特异性敲低Zbp1表达;4)通过Western blot、免疫组化(IHC)和免疫荧光(IF)检测细胞死亡相关蛋白表达;5)使用流式细胞术定量分析细胞死亡比例。

研究结果部分:
"Establishment of mouse AP model and enrichment of PANoptosis pathway":通过雨蛙素诱导成功建立AP小鼠模型,病理染色显示胰腺组织水肿、炎症细胞浸润伴少量坏死出血。转录组分析首次发现PANoptosis通路在AP中显著富集,该结果在GSE65146数据库中得到验证。

"Gene screening of PANoptosis and identification of key gene Zbp1":通过差异基因分析筛选出108个与AP和PANoptosis相关的DEGs,蛋白互作网络分析进一步锁定9个关键基因(Casp8、Ripk3、Casp1等)。特别值得注意的是,Zbp1同时参与三种细胞死亡途径,可能是PANoptosis的核心调控基因。

"Protein expression of key genes for PANoptosis":Western blot证实AP胰腺组织中凋亡相关蛋白(Bcl-2、Casp3、Casp8)、坏死性凋亡关键蛋白(Mlkl、Ripk3及其磷酸化形式)和焦亡标志物(Nlrp3、Casp1、Gsdmd)均显著上调,Zbp1蛋白表达也明显增加,证实PANoptosis在AP中广泛激活。

"Inhibition of Zbp1 attenuates the inflammatory state and PANoptosis during AP in mice":通过siRNA抑制Zbp1后,AP小鼠胰腺炎症损伤显著减轻,血清淀粉酶、脂肪酶和TNFα水平下降。免疫荧光显示凋亡(TUNEL)、坏死性凋亡(P-Mlkl)和焦亡(Gsdmd)标志物表达均减少,证明Zbp1是调控PANoptosis的关键开关。

"Zbp1-PANoptosome can activate Nlrp3 to promote inflammation":266-6细胞实验显示,Zbp1敲低可减少细胞晚期凋亡和坏死。机制研究表明Zbp1通过Ripk1-Ripk3-Casp8复合物调控Nlrp3炎症小体激活,免疫荧光共定位证实Zbp1与Nlrp3在AP过程中存在显著共定位。

在讨论部分,研究强调了三方面重要意义:首先,这是首次系统证实PANoptosis在AP发病中的核心作用,突破了单一死亡模式的研究局限;其次,发现Zbp1作为"分子枢纽"通过形成PANoptosome整合三种死亡通路,为理解炎症性疾病的细胞死亡调控提供了新范式;最后,临床转化方面,靶向Zbp1-PANoptosome轴可同时阻断多种死亡通路,比单一通路抑制更具治疗潜力。值得注意的是,研究还揭示了Zbp1通过调控Nlrp3炎症小体激活的新机制,为开发联合治疗策略提供了理论依据。

该研究的创新性在于将新兴的PANoptosis概念与临床重要疾病AP相结合,不仅拓展了对细胞死亡机制的认识,也为开发新型抗炎药物提供了特异性靶点。未来研究可进一步探索Zbp1感知的特定核酸分子及其上游调控机制,以及在不同严重程度AP中的动态变化规律,为临床转化奠定更坚实基础。

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