综述:急性胰腺炎中的内质网应激:分子机制与治疗靶点的探索

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Cell Stress and Chaperones 3.3

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  这篇综述系统探讨了内质网应激(ER stress)在急性胰腺炎(AP)发病机制中的核心作用,聚焦未折叠蛋白反应(UPR)、炎症通路(NF-κB/NLRP3)及细胞死亡(凋亡、坏死性凋亡、焦亡等)的分子机制,并评述了4-PBA、褪黑素等靶向ER stress的潜在治疗策略,为AP的转化医学研究提供了新视角。

  

内质网应激在急性胰腺炎中的分子机制与治疗靶点

引言
急性胰腺炎(AP)是全球常见的胰腺外分泌细胞炎症性疾病,以腺泡细胞坏死和全身炎症反应为特征。胆石症和酒精中毒是主要诱因,但当前缺乏特异性治疗药物。近年研究发现,内质网(ER)应激作为早期事件,通过未折叠蛋白反应(UPR)和下游信号通路(如CHOP、JNK)驱动AP进展,成为干预新靶点。

ER stress与未折叠蛋白反应
ER是蛋白质折叠的关键场所,其功能紊乱导致错误折叠蛋白积累,触发UPR。三种跨膜传感器(IRE1α、PERK、ATF6)通过解离伴侣蛋白BiP激活:轻度应激时,UPR通过XBP1s上调分子伴侣(如GRP78)促进细胞存活;重度应激则激活CHOP、JNK等促凋亡通路。值得注意的是,IRE1α的过度活化可剪切microRNA,引发caspase-1介导的细胞焦亡。

ER stress在AP病理生理中的作用
腺泡细胞因高蛋白合成率易受ER应激影响。酒精、高甘油三酯血症等AP诱因通过不同机制诱发ER钙耗竭和UPR失调。例如,乙醇联合香烟提取物可抑制XBP1s的适应性UPR,而棕榈酸通过激活CCAAT增强子结合蛋白(C/EBPβ)促发炎症。实验显示,精氨酸诱导的AP模型中ER应激标志物(GRP78、CHOP)早期即显著上调。

ER stress的主要后果

  1. 自噬:ER应激通过IRE1α-TRAF2-ASK1-JNK通路激活自噬,但ATG12表达异常或mTOR抑制可能导致自噬性死亡。AP模型中,褪黑素和雷帕霉素通过调节自噬减轻细胞损伤。
  2. 细胞死亡
    • 凋亡:CHOP上调促凋亡蛋白BAX/BAK,引发线粒体外膜透化(MOMP)。
    • 焦亡:PERK通路激活NLRP3炎症小体,促进caspase-1依赖的IL-1β成熟。
    • 坏死性凋亡:ER应激通过组织蛋白酶B/AP-1激活RIPK1-RIP3-MLKL轴。
    • 铁死亡:BiP/p-eIF2α/CHOP通路扰乱铁代谢,导致脂质过氧化。
  3. 炎症反应:ER过载反应(EOR)通过IκBα降解激活NF-κB,驱动TNF-α、IL-6等细胞因子释放,放大炎症损伤。

ER stress靶向治疗药物

  1. 分子伴侣:4-苯基丁酸(4-PBA)通过疏水结合纠正错误折叠蛋白,在AP模型中抑制CHOP和caspase-3;牛磺熊去氧胆酸(TUDCA)则减轻腺泡细胞坏死。
  2. 褪黑素:拮抗IRE1α-JNK/NF-κB通路,下调CHOP表达,兼具抗炎和抗凋亡作用。
  3. NF-κB抑制剂:Withaferin A通过抑制XBP1s和CHOP逆转慢性胰腺炎纤维化。
  4. 其他:ABT702(ADK抑制剂)阻断PERK/eIF-2α磷酸化;薯蓣皂苷衍生物D抑制TXNIP/HIF-1α通路缓解ER应激。

潜在治疗靶点

  • 抗氧化通路:硫氧还蛋白-1(Srx1)敲除加剧ROS-ER应激-组织蛋白酶B轴损伤,而过表达Srx1可保护腺泡细胞。
  • 激素调控:心房钠尿肽(ANP)下调BiP但上调CHOP,促进凋亡限制炎症;鸢尾素通过ATF6/XBP1增强细胞存活。
  • 膜蛋白TRAM1:沉默TRAM1导致GRP78和CHOP上调,加重AR42J细胞损伤。

结论
ER stress是AP核心机制,其双重角色(促生存vs促死亡)取决于应激强度。靶向UPR元件(如IRE1α、CHOP)或效应分子(NF-κB/NLRP3)的药物展现出转化潜力,但需进一步临床验证。未来研究可探索ER stress与细胞死亡交叉通路(如铁死亡)的协同干预策略。

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