编辑推荐：
这篇综述聚焦感音神经性听力损失（SNHL），详细阐述了铁死亡、坏死性凋亡和焦亡这三种程序性细胞死亡（PCD）途径在 SNHL 中的作用机制。还总结了相关抑制剂的效果，为 SNHL 的研究和治疗提供新思路，值得关注。
引言
感音神经性听力损失（Sensorineural Hearing Loss，SNHL）是最常见的听力损失类型，主要由耳蜗内毛细胞（Hair Cells，HCs）和螺旋神经节神经元（Spiral Ganglion Neurons，SGNs）的损伤或缺失引起。全球超 5% 的人口受致残性听力损失困扰，预计到 2050 年，这一数字将超 7 亿 。在成人哺乳动物中，HCs 和 SGNs 缺乏自发再生能力，一旦受损，会导致永久性 SNHL。
许多环境和生理因素可引发获得性 SNHL，如耳毒性药物、噪声暴露、衰老、感染和疾病等。其中，耳毒性药物（如氨基糖苷类抗生素、顺铂等化疗药物）在临床治疗其他疾病时，常诱发听力损失；噪声暴露根据强度和时长不同，可导致可逆的暂时性阈值偏移（Temporary Threshold Shift，TTS）或不可逆的永久性阈值偏移（Permanent Threshold Shift，PTS）；年龄相关性听力损失（Age-related Hearing Loss，ARHL）则是渐进性、不可逆的，与多种复杂因素有关 。
除了凋亡和自噬这两种已被熟知的程序性细胞死亡（Programmed Cell Death，PCD）途径外，越来越多新的 PCD 途径被发现，如铁死亡、坏死性凋亡和焦亡等，它们在肿瘤、退行性疾病和组织损伤中发挥作用，也与 SNHL 密切相关。
铁死亡与 SNHL
铁死亡的分子机制
铁死亡是一种铁依赖性的 PCD 途径，由过度的脂质过氧化引发。发生铁死亡的细胞会出现膜密度增加、线粒体变小、线粒体外膜破裂等特征，但没有凋亡、坏死和自噬的典型形态学特征。其标志性事件是多不饱和脂肪酸酰基磷脂（Polyunsaturated Fatty Acyl Phospholipids，PUFA-PLs）的不受控制的过氧化，这一过程通过酶促和非酶促两种机制进行 。
在酶促途径中，PUFA-PLs 在脂氧合酶（Lipoxygenases，LOXs）和细胞色素 P450 氧化还原酶（Cytochrome P450 Oxidoreductase，POR）的作用下，被脱氧生成铁死亡执行分子 PUFA-PL 氢过氧化物（PUFA-PL Hydroperoxides，PUFA-PL-OOHs）。PUFA-PLs 由多不饱和脂肪酸（Polyunsaturated Fatty Acid，PUFA）通过酰基辅酶 A 合成酶长链家族成员 4（Acyl-CoA Synthetase Long-Chain Family Member 4，ACSL4）与辅酶 A（Coenzyme A，CoA）连接，再经溶血磷脂酰胆碱酰基转移酶 3（Lysophosphatidylcholine Acyltransferase 3，LPCAT3）重新酯化而成 。
非酶促途径与铁依赖性的芬顿反应有关。转铁蛋白（Transferrin，TF）结合的 Fe3+通过 TF 受体进入细胞，在内体中被前列腺六跨膜上皮抗原 3（Six-Transmembrane Epithelial Antigen of the Prostate 3，STEAP3）还原为 Fe2+。过量的 Fe2+由二价金属转运蛋白 1（Divalent Metal Transporter 1，DMT1）转运到细胞质中，引发芬顿反应，诱导脂质过氧化，产生 PUFA-PL-OOHs 。
细胞内存在多种抗氧化系统来抑制铁死亡，包括还原型谷胱甘肽（Reduced Glutathione，GSH） - 谷胱甘肽过氧化物酶 4（Glutathione Peroxidase 4，GPX4）系统、还原型辅酶 Q（Reduced Coenzyme Q，CoQH2，又称泛醇） - 铁死亡抑制蛋白 1（Ferroptosis Suppressor Protein 1，FSP1）系统、CoQH2 - 二氢乳清酸脱氢酶系统和四氢生物蝶呤 - GTP 环化水解酶 1 系统 。其中，GPX4-GSH 系统是最早被研究且最知名的调节经典铁死亡的抗氧化途径。GPX4 作为一种硒蛋白，以 GSH 为辅助因子，催化 PL-OOHs 还原为 PL - 醇，从而抑制铁死亡。半胱氨酸是 GSH 的限速前体，细胞通过 Xc-反向转运体系统摄取其氧化形式胱氨酸 。GPX4 的缺乏或失活会导致半胱氨酸缺乏，使抗氧化剂 GSH 减少，进而 PL-OOH 积累，诱导铁死亡 。FSP1，也称为 AIFM2，是一种不依赖 GSH 的铁死亡抑制剂，与 GPX4 平行发挥作用。FSP1 作为一种氧化还原酶，将 CoQ（又称泛醌）还原为 CoQH2，捕获脂质过氧化自由基，从而抑制脂质过氧化和铁死亡 。
靶向铁死亡在 SNHL 中的研究
多项研究表明，铁死亡参与了体外和体内的听力损失和 HC 损伤过程，涉及顺铂、新霉素、噪声暴露、衰老、氢过氧化物和游离脂肪酸（Free Fatty Acids，FFAs）等因素诱导的耳毒性 。其中，铁死亡在顺铂诱导的耳毒性中的作用研究最为广泛。在顺铂处理后的 HEI-OC1（House Ear Institute-Organ of Corti 1）细胞、耳蜗外植体和小鼠耳蜗中，均出现了铁死亡的典型特征，如脂质过氧化、铁积累和活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）生成增加 。研究发现，经典的 GPX4 抗氧化系统参与了这一过程，顺铂处理后，GPX4、ACSL4 和 SLC7A11 的表达均下降 。体内研究显示，Atoh1Gpx4-/-小鼠（Gpx4 HC 条件性敲除小鼠）出现听力障碍、严重的外毛细胞（Outer Hair Cells，OHC）损失和内毛细胞（Inner Hair Cells，IHC）突触的进行性损伤，而 Fsp1 基因敲除小鼠则未出现这些症状，表明 Gpx4 在 HC 的功能维持中起重要作用 。在顺铂诱导的 SGN 损伤中，铁死亡和脂质过氧化通过 FOXO1-NCOA4 轴介导的铁蛋白自噬被诱导，抑制铁死亡可保护 SGNs 免受顺铂诱导的损伤和听力损失 。
此外，一些药物和调节靶点被发现可通过靶向铁死亡来预防 HC 损伤和听力损失。Ferrostatin-1（Fer-1）是一种知名的铁死亡抑制剂，作为一种自由基捕获抗氧化剂，能有效减轻顺铂诱导的耳毒性、噪声诱导的听力损失和 FFA 诱导的铁死亡 。它可通过降低细胞内和线粒体中的 Fe2+、降低线粒体 ROS 水平、降低 GSH/GSSG 比值、诱导 GPX4 表达和保护线粒体损伤等机制，保护 HCs 免受顺铂损伤，维持听力功能 。Liproxstatin-1 同样作为自由基捕获抗氧化剂，能减轻新霉素诱导的 ROS 生成增加 。4-Octyl itaconate（4-OI）是一种细胞可渗透的抗炎 / 抗氧化代谢物，可抑制顺铂诱导的耳蜗外植体和 HEI-OC1 细胞中的铁死亡和细胞损失，通过诱导 SLC7A11 和 GPX4 表达水平，激活 NRF2/HO-1 信号通路，保护 HCs 免受顺铂损伤 。Deferoxamine（DFO）作为一种铁螯合剂，可减少铁积累和脂质过氧化，减轻体外耳蜗外植体和 HEI-OC1 细胞中叔丁基氢过氧化物诱导的损伤，缓解铁死亡和凋亡 。CMS121 作为一种脂肪酸合酶抑制剂，可保护 SAMP8 小鼠（一种 ARHL 小鼠模型）免受炎症和过量脂质过氧化的影响，显著降低听觉脑干反应（Auditory Brainstem Response，ABR）阈值偏移，增加 IHC 带状突触的保护 。Luteolin 是一种 FDA 批准的药物，可通过降低转铁蛋白表达和细胞内 Fe2+浓度，特异性抑制铁死亡，减轻顺铂诱导的耳毒性 。最近，一种基于导电缓释水凝胶的药物鸡尾酒递送系统被开发出来，可保护 HCs 免受氧化应激和包括铁死亡在内的各种形式的细胞死亡 。在这些药物中，Fer-1 研究最为广泛，Luteolin 是唯一一种据报道无副作用的 FDA 批准药物，而其他药物的副作用仍有待研究 。
坏死性凋亡与 SNHL
坏死性凋亡的分子机制
坏死性凋亡由假激酶混合谱系激酶结构域样蛋白（Mixed Lineage Kinase Domain-Like Protein，MLKL）介导，MLKL 被受体相互作用丝氨酸 - 苏氨酸激酶 3（Receptor-Interacting Serine-Threonine Kinase 3，RIPK3）磷酸化后，形成膜孔，导致细胞死亡 。坏死性凋亡可由多种细胞内和细胞外因素触发，这些因素刺激肿瘤坏死因子（Tumor Necrosis Factor，TNF）受体家族蛋白和 Toll 样受体（Toll-Like Receptors，TLR）3/4，使细胞出现肿胀、膜破裂和细胞内物质释放等现象 。
经典的 RIPK1-RIPK3-MLKL 坏死小体复合物主要由死亡受体途径诱导，如 TNF 受体（TNF Receptor，TNFR）、TNF 相关凋亡诱导配体（TNF-Related Apoptosis-Inducing Ligand，TRAIL）和 Fas 。当 TNFR1 与 TNFα 结合后，会发生三聚化和构象变化，招募 TNF 受体相关因子 2、TNF 受体 1 型相关死亡结构域（TNF Receptor Type 1-Associated Death Domain，TRADD）、RIPK1 和细胞凋亡抑制蛋白（Cellular Inhibitors of Apoptosis Protein，cIAP）1/2，形成复合物 I 。cIAPs 在复合物 I 中为 RIPK1 添加泛素链，这对激活核因子 κB（Nuclear Factor Kappa-B，NF-κB）、促进细胞存活至关重要 。去泛素化酶圆柱瘤蛋白对 RIPK1 进行去泛素化，导致复合物 II 形成，复合物 II 包含 TRADD、Fas 相关死亡结构域蛋白、RIPK1 和半胱天冬酶 - 8（Caspase-8） 。当复合物 II 中的 Caspase-8 被激活时，RIPK1 失活，诱导细胞凋亡；当 Caspase-8 被阻断时，RIPK1 磷酸化，并通过其 C 末端的 RIPK 同型相互作用基序（RIPK Homotypic Interaction Motif，RHIM）结构域与 RIPK3 相互作用，形成坏死小体复合物，其中 MLKL 被激活的 RIPK3 磷酸化 。磷酸化的 MLKL 形成寡聚体（孔形成复合物），转位到细胞质膜，形成孔道，最终导致坏死性凋亡 。
此外，RIPK3 还可被其他刺激和因素绕过 RIPK1 激活。含有 TIR 结构域的诱导干扰素 β 的衔接蛋白（TIR-Domain-Containing Adapter-Inducing Interferon-β，TRIF，也称为 TICAM1）和 Z-DNA 结合蛋白（Z-DNA-Binding Protein，ZBP1，也称为 DAI），这两种含有 RHIM 结构域的蛋白，可与 RIPK3 发生物理相互作用。ZBP1 可感知病毒感染，激活 RIPK3，从而诱导不依赖 RIPK1 的坏死性凋亡激活 。TRIF 依赖的 RIPK3 激活可由 TLR3 和 TLR4 的激活诱导，分别由双链 RNA（Double-Stranded RNA，dsRNA）和脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）刺激，最终导致坏死性凋亡 。
靶向坏死性凋亡在 SNHL 中的研究
坏死性凋亡参与了衰老、耳毒性药物（如顺铂和氨基糖苷类药物）、SGN 损伤药物哇巴因、噪声暴露、病毒感染和内质网应激等因素导致的耳毒性、听力损失和耳蜗损伤过程 。在几乎所有情况下，经典的 RIPK1-RIPK3-MLKL 坏死性凋亡被激活，导致体内和体外的 HC 或 SGN 损伤和听力损失。在老年小鼠耳蜗、顺铂处理的柯蒂氏器（Organ of Corti，OC）和 SGNs、哇巴因处理的 SGNs、噪声暴露后以及用内质网应激激活剂衣霉素（Tunicamycin，TM）处理的耳蜗外植体中，RIPK1、RIPK3 和 / 或 MLKL 的表达和 / 或磷酸化均增加 。HEI-OC1 细胞和培养的 SGN 细胞也被用作体外模型，测试损伤后 RIPK1、RIPK3 和 / 或 MLKL 的表达变化 。抑制 RIPK3 可保护免受哇巴因诱导的听力损失和噪声诱导的坏死性 OHC 细胞核损伤，而 RIPK3 的过表达则会加重哇巴因诱导的损伤 。在病毒感染诱导的听力损失小鼠中，病毒感染的支持细胞和更大上皮嵴细胞产生 TRAIL，激活 HCs 上表达的 TRAIL 死亡受体 4 和 5，导致 HC 坏死性凋亡 。
一些药物被用于阻断坏死性凋亡，保护 HCs 和 SGNs 免受损伤，减轻听力损失。Necrostatin-1（Nec-1）是一种知名的 RIPK1 抑制剂，广泛用于靶向坏死性凋亡预防听力损失的研究。Nec-1 处理可减轻顺铂和卡那霉素诱导的听力损失，保护 HCs 免受顺铂、TM 和病毒感染的损伤，保护 SGNs 免受哇巴因和 RIPK3 过表达的损伤 。Nec-1 可通过降低 RIKP3 和 MLKL 的磷酸化，保护 SGNs 免受哇巴因损伤，维持听力功能 。腹腔注射 MLKL 抑制剂 GW806742X（GW80）可在一定程度上降低 TM 处理导致的听力阈值升高，体外和体内用 GW80 处理可抑制内质网应激诱导的 HC 死亡 。Ponatinib 据报道可直接靶向并抑制 RIPK1 和 RIPK3，保护 HCs 免受病毒感染的损伤 。Resveratrol（RSV）是一种天然多酚和植物抗毒素，可通过降低耳蜗中 RIPK1、RIPK3 和 MLKL 的表达水平，预防 ARHL，尤其是在 OC 和 SGNs 中 。值得注意的是，只有低剂量的 RSV（50 mg/kg）才能保护 ARHL 中的 HCs 和听力功能 。此外，一些针对坏死性凋亡的联合治疗也可预防听力损失。例如，Nec-1 和泛半胱天冬酶抑制剂 Z-VAD 联合处理可降低哇巴因暴露后的 ABR 阈值偏移，增加 SGN 密度；在噪声诱导的听力损失（Noise-Induced Hearing Loss，NIHL）中，针对 RIPK3 的 siRNA 与 Z-VAD 联合使用，比单独使用 Z-VAD 更能降低听力阈值 。在这些药物中，Nec-1 研究最为广泛，但目前所有这些坏死性凋亡抑制药物的副作用均未被研究，未来需要进一步探讨 。
焦亡与 SNHL
焦亡的分子机制
焦亡由膜孔形成的胃泌素（Gastrin，GSDM）蛋白家族介导。发生焦亡的细胞主要表现为肿胀、膜穿孔和炎症因子释放 。焦亡分为经典和非经典途径，在炎症小体形成、半胱天冬酶激活和执行蛋白 GSDM 蛋白切割方面存在差异 。
GSDM 蛋白具有孔形成活性，是焦亡的执行者。GSDM 家族成员包括 GSDMA/B/C/D/E 和 pejvakin（PJVK） 。除 PJVK 外，所有 GSDM 蛋白都包含两个保守结构域：N 末端孔形成结构域（Pore-Forming Domain，PFD）和 C 末端抑制结构域（Repressor Domain，RD） 。当被某些酶（如半胱天冬酶 - 1）切割后，C 末端 RD 不再能阻断 N 末端 PFD，PFD 寡聚化在质膜上形成孔道，导致炎症分子释放，随后发生焦亡 。
经典焦亡由炎症小体介导，炎症小体是模式识别受体（Pattern Recognition Receptors，PRRs）、凋亡相关斑点样蛋白（Apoptosis-Associated Speck-Like Protein，ASC）和前半胱天冬酶 - 1 的组装复合物 。PRRs 作为炎症小体传感器，结合并识别病原体相关分子模式和损伤相关分子模式 。一些先天免疫系统的成分，包括 NOD 样受体（NOD-Like Receptors，NLRs）、Toll 样受体（TLRs）、RIG-I 样受体、AIM2 样受体（AIM2-Like Receptors，ALRs）和 C 型凝集素受体，都是 PRRs 。一些 NLRs 和 ALRs 已被报道可组装经典炎症小体并激活半胱天冬酶 - 1，如 NLR 家族含 pyrin 结构域蛋白（NLR Family Pyrin Domain Containing，NLRP）1/3、AIM2 和 pyrin 。其中，NLRP3 炎症小体研究最为广泛。NLRP3 包含三个重要结构域：富含亮氨酸的重复结构域（Leucine-Rich Repeat Domain，LRR）、pyrin 结构域（Pyrin Domain，PYD）
