综述:抑制细胞焦亡改善脓毒症相关脑病的研究进展

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:Gene 2.6

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  这篇综述系统总结了脓毒症相关脑病(SAE)的病理机制及治疗策略,重点探讨了NLRP3/caspase-1/GSDMD经典焦亡通路(pyroptosis)在SAE中的作用,并归纳了包括葛根素(Pue)、VX765等药物及erbin基因、TRIM45敲除等干预手段通过抑制焦亡通路发挥脑保护作用的证据,为SAE的靶向治疗提供了新思路。

  

1. 引言

脓毒症相关脑病(SAE)是由全身炎症反应引发的弥漫性脑功能障碍,其病理机制涉及神经炎症、小胶质细胞激活、内质网应激(ER stress)、氧化应激(OS)及细胞焦亡(pyroptosis)等多因素协同作用。细胞焦亡作为一种由炎症驱动的程序性细胞死亡(PCD),通过NLRP3炎症小体/caspase-1/GSDMD通路释放IL-1β和IL-18等促炎因子,加剧神经损伤。研究表明,抑制焦亡通路可能成为SAE治疗的新靶点。

2. 通过NLRP3–caspase-1–GSDMD焦亡通路防治SAE

经典焦亡通路由NLRP3炎症小体激活caspase-1,后者切割Gasdermin D(GSDMD)形成N端片段(GSDMD-N),在细胞膜上形成孔道并释放炎症因子。葛根素(Pue)通过下调NLRP3、caspase-1和GSDMD的表达,显著减轻SAE大鼠的脑损伤和血脑屏障(BBB)破坏。而caspase-1抑制剂VX765可减少小胶质细胞活化标志物Iba-1的表达,抑制神经炎症。丹红注射液(DHI)则通过其活性成分丹酚酸E直接结合GSDMD的Cys192位点,阻断GSDMD-N寡聚化,从而抑制焦亡。

3. TRIM45通过Atg5–NLRP3轴加剧小胶质细胞焦亡

TRIM45作为E3泛素连接酶,通过K63泛素化稳定自噬相关蛋白Atg5,进而激活NLRP3炎症小体并促进活性氧(ROS)产生。TRIM45敲除可降低自噬蛋白p62和beclin1水平,减少线粒体膜电位损伤和ROS积累,从而抑制NLRP3介导的焦亡通路。

4. 基于BET-NF-κB-炎症小体通路的焦亡抑制

BET蛋白家族(如BRD4)通过NF-κB上调NLRP3转录,促进焦亡。拮抗剂JQ1竞争性结合BET蛋白的乙酰化赖氨酸识别口袋,显著降低SAE小鼠海马区NLRP3、caspase-1和GSDMD的表达,同时逆转小胶质细胞过度激活。

5. 抑制ER应激和OS介导的焦亡

TRPV4通道激活后引发Ca2+内流和ER应激,进而通过NADPH氧化酶4促进ROS生成。抑制剂HC067047可恢复谷胱甘肽(GSH)/氧化型谷胱甘肽(GSSG)比值,下调IRE1α/PERK/ATF6通路相关蛋白,并减少NLRP3炎症小体介导的焦亡。

6. 缓解线粒体介导的焦亡改善SAE

线粒体功能障碍是焦亡的关键触发因素。线粒体分裂蛋白DRP1上调及融合蛋白OPA1下调可导致线粒体DNA和ROS释放,激活NLRP3。抗帕金森药物右普拉克索(DPX)通过调节DRP1/OPA1平衡保护线粒体形态和功能,同时抑制NLRP3–caspase-1通路。

7. 通过IRE1α/Xbp1s-Ca2+轴抑制小胶质细胞焦亡

ER应激传感器IRE1α通过剪切Xbp1 mRNA生成转录因子Xbp1s,调控Ca2+释放。Erbin基因敲除会增强IRE1α磷酸化,促进Ca2+流入胞质并激活NLRP3炎症小体,而erbin可通过负调控该通路抑制焦亡。

8. 结论

SAE的治疗需多靶点干预焦亡通路。药物如Pue、VX765、DHI等通过不同机制抑制NLRP3/caspase-1/GSDMD轴,而TRIM45和erbin等基因调控为SAE提供了潜在治疗策略。未来需进一步探索非经典焦亡通路(如caspase-4/5/11)在SAE中的作用,以完善治疗体系。

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