2026年04月17日发布 | 97阅读

【综述】不同细胞死亡形式在缺血性卒中中的作用及相关治疗研究进展

于婷婷

江苏省昆山市第一人民医院

缪桂华

昆山市第一人民医院

蔡福良

江苏省昆山市第一人民医院

顾晨

江苏省昆山市第一人民医院

彭媛

江苏省昆山市第一人民医院

中国脑血管病杂志

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文章来源:中国脑血管病杂志, 2026, 23(2):138-146.

作者:于婷婷 缪桂华 蔡福良 顾晨 彭媛

基金项目:南通大学临床医学专项科研基金项目(2025JY043);昆山市重点研发计划(社会发展)项目(KS2406);昆山市第一人民医院广仁基金科研课题(KRY-YN2022011)

作者单位:215300江苏省昆山市第一人民医院重症医学科

通信作者:彭媛,Email:py9746@163.com

摘要:缺血性卒中具有高发病率、高致残率及高病死率,其病理机制涉及凋亡、坏死性凋亡、铁死亡、焦亡、铜死亡等多种细胞死亡形式,这些细胞死亡形式相互作用,共同影响疾病进程。该文综述了不同细胞死亡形式的特征、调控机制及其在缺血性卒中中的作用,并对各类细胞死亡形式间的相互作用进行探讨,同时总结了干预不同细胞死亡形式的药物研究进展,以期为发掘缺血性卒中治疗新的靶点和策略提供参考。


卒中是一种急性局灶性神经功能损伤,分为缺血性和出血性两类[1]。全球新发卒中、现患卒中、卒中相关死亡及伤残调整生命年的绝对数值呈上升趋势[2],其中缺血性卒中(ischemic stroke,IS)占卒中新发病例的65.3%[2]。缺血性脑组织主要包括两个区域:发生不可逆损伤的梗死核心区与其周围存在可逆损伤的缺血半暗带[3]。梗死核心区主要由坏死组织构成,血流灌注严重不足;缺血半暗带若未及时实现再灌注将演变为梗死核心[3]。梗死核心区脑血流量为4.8~8.4ml/(100g·min),发生缺血数分钟内此区域因腺苷三磷酸(adenosine triphosphate,ATP)耗尽与离子失衡导致脑组织发生不可逆损伤,细胞死亡方式以坏死性凋亡和坏死为主[4]。缺血半暗带脑血流量为14.1~35.0ml/(100g·min),该区域脑组织损伤具有可逆性,发病6h内恢复血流可有效减少神经元死亡,但缺血持续24h以上或将完全转化为梗死核心区[4]。IS神经元死亡后启动继发性损伤:损伤相关分子模式(damage-associated molecular patterns, DAMPs)激活小胶质细胞引发炎症、细胞焦亡并吸引免疫细胞浸润;血-脑屏障破坏导致血管源性脑水肿;兴奋性毒性加剧可导致梗死灶以外与之连接的远端脑区细胞继发性死亡[5]。上述反应加速梗死区域扩大,进而影响预后[5]。因此,挽救缺血半暗带神经元是IS后神经保护治疗的关键目标[6]。笔者总结了IS细胞死亡机制,并对不同细胞死亡形式的交互作用及相关药物研发进展进行综述,旨在为IS后神经保护策略提供新视角。

1 IS后细胞死亡机制


IS后神经元死亡是一个动态且复杂的级联过程(图1)。在梗死核心区,由于血流完全中断,能量代谢迅速衰竭,ATP耗竭、离子稳态破坏及酸中毒共同导致神经元在发病后30min内发生不可逆的原发性坏死[7]。在缺血半暗带区,残存的低灌注为一系列序贯或并行的程序性死亡通路提供了激活条件[7]。早期阶段(缺血后24h内),内源性及外源性凋亡通路优先启动,随着损伤级联反应的进展,氧化还原失衡(如谷胱甘肽耗竭)及铁代谢紊乱等因素将驱动细胞铁死亡和自噬依赖性死亡[7]。梗死核心区被动坏死的神经元释放DAMPs激活小胶质细胞和星形胶质细胞,引发强烈的神经炎症反应,此炎症微环境释放大量细胞因子,如肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β)等进一步诱导神经元及胶质细胞发生焦亡、坏死性凋亡等,加剧继发性脑损伤[8]。

1.1 凋亡

凋亡是一种由细胞内在机制高度调控的程序性细胞死亡形式,其具有特征性形态学变化,包括细胞皱缩、染色质凝集、核碎裂及凋亡小体形成,通常不引发明显炎症反应[9]。在缺血半暗带区,神经元常表现出典型凋亡特征,如脱氧核糖核酸(deoxyribonucleicacid,DNA)片段化和核浓缩,这些变化可持续数小时至数周,为神经保护提供了一定的治疗时间窗[10]。缺血半暗带神经元凋亡具有一定可逆性,及时干预(如再灌注或阻断死亡信号)可挽救部分神经功能[11]。


胱天蛋白酶(caspase)家族是细胞凋亡的核心执行者,其中caspase-3作为主要效应酶,通过切割细胞骨架蛋白、DNA修复酶等底物导致细胞不可逆损伤[12]。生理状态下,caspase-3以无活性的酶原形式存在于细胞质;缺血发生后,受损细胞释放的谷氨酸过度积累并激活神经元表面N-甲基-D-天冬氨酸受体,引发钙离子内流[12]。钙超载触发2条核心凋亡通路:(1)外源性通路,神经元膜上的死亡受体(如Fas分子)与配体结合,募集接头蛋白,激活上游caspase-8;(2)内源性通路,细胞质内急剧升高的钙离子破坏线粒体膜电位,导致细胞色素C释放至细胞质,与凋亡蛋白酶激活因子1形成凋亡小体,激活caspase-9[13]。激活的caspase-8或caspase-9通过切割caspase-3酶原产生p17和p12亚基,二者组成具有活性的异二聚体[14]。激活的caspase-3进一步切割聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(阻断DNA修复)、细胞骨架蛋白(破坏结构完整性)及caspase激活的DNA酶抑制因子(释放caspase激活的DNA酶,导致特征性DNA片段化),形成级联放大效应,最终导致神经元死亡[12,15]。


近年来,多种干预策略均显示靶向caspase通路对改善缺血性脑损伤、减轻神经元死亡具有一定潜力。Rau等[16]研究显示,相比大脑中动脉闭塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)模型对照组大鼠(8~10只),MCAO后皮下注射雌二醇(100μg/kg)大鼠(8~10只)caspase-3活性抑制,治疗后24h脑梗死体积减小(P<0.05)。Koumura等[17]研究显示,在永久性MCAO小鼠模型中,缺血后6h腹腔注射钙蛋白酶抑制剂SNJ-1945(100mg/kg)治疗组小鼠(5只)治疗后24h脑梗死体积较模型对照组(5只)减小(P<0.05)。Chen等[18]在MCAO大鼠模型再灌注后腹腔注射美金刚(20mg/kg),结果显示,美金刚可抑制钙蛋白酶/caspase激活,且与对照组大鼠(腹腔注射等渗盐水;5只)相比,美金刚组大鼠(5只)脑梗死体积减小(P<0.05);美金刚组大鼠(17只)神经功能缺损评分较对照组大鼠(14只)降低[(1.7±0.1)分比(2.2±0.2)分,P<0.05],美金刚组大鼠(8只)缺血半暗带区末端脱氧核苷酸转移酶介导的脱氧尿苷三磷酸缺口末端标记阳性凋亡神经元数量较对照组大鼠(5只)减少(P<0.05),表明美金刚可通过抑制钙蛋白酶/caspase-3通路减轻缺血后24h脑损伤和神经元死亡。Cheng等[19]研究显示,在短暂性MCAO大鼠模型中,通心络胶囊(100mg/kg)灌胃治疗组较模型对照组再灌注24h后脑梗死体积缩小(每组6只;P<0.05),且再灌注后1、3、7、14d改良神经功能严重程度评分持续改善(每组6只;各时间点均P<0.05),其神经保护作用可能与调控连接蛋白43/钙蛋白酶Ⅱ/B细胞淋巴瘤(B-cell lymphoma,Bcl)2相关X蛋白/caspase-3通路相关。尽管caspase抑制具有一定的治疗前景,但目前尚缺乏高特异性、低毒性的临床候选药物,相关策略尚未实现临床转化,开发安全、有效的caspase抑制剂或为未来改善IS后脑损伤的重点研究方向。

1.2 坏死性凋亡

坏死性凋亡是一种细胞程序性死亡形式,其形态学特征包括细胞器肿胀、质膜破裂及内容物释放,这一细胞死亡过程伴随强烈炎症反应,其释放的DAMPs可进一步加剧缺血性脑损伤[20]。坏死性凋亡不依赖caspase,可由TNF-α、Fas分子配体、TNF相关凋亡诱导配体或Toll样受体激动剂触发,核心通路涉及受体相互作用蛋白激酶(receptor-interacting protein kinase1,RIPK)1、RIPK3及混合谱系激酶结构样蛋白(mixed lineage kinase domain-like protein,MLKL),RIPK1与RIPK3通过二者共有的受体相互作用蛋白(receptor-interacting protein,RIP)同源相互作用基序识别并结合,形成坏死小体复合物[18-19]。缺血时受损细胞释放核酸激活Toll样受体3/含TIR结构域的干扰素β诱导接头蛋白或干扰素基因刺激蛋白/TANK结合激酶1信号通路,间接募集RIPK3,促进坏死小体组装[21-23]。


缺血半暗带ATP耗竭导致caspase-8活性不足时,坏死性凋亡成为细胞主要死亡形式[24]。缺血后激活的小胶质细胞释放TNF-α等因子与神经元死亡受体结合,募集RIPK1[25]。caspase-8活性正常时,可通过切割RIPK1与RIPK3抑制坏死性凋亡启动;caspase-8活性不足时,RIPK1去泛素化后与RIPK3、MLKL形成坏死小体,进而引发MLKL介导的膜破裂及DAMPs释放,导致坏死性凋亡[25]。Degterev等[26]研究表明,在MCAO小鼠模型中脑室内注射坏死抑素1(2μl,4mmol)可特异性阻断坏死性凋亡通路,减小再灌注后24h脑梗死体积并改善神经功能评分(每组5只;均P<0.05),提示坏死性凋亡是缺血性脑损伤的重要治疗靶点。Deng等[27]研究显示,在大鼠MCAO模型中行立体定位脑室注射靶向RIPK1/RIPK3/MLKL通路抑制剂(坏死抑素1及其衍生物;1.5μl, 20mmol)可缩小再灌注后24h脑梗死体积(每组6~7只;P<0.01),并改善术后12、24、72h前肢放置等精细运动功能(每组6~7只;均P<0.01)。鉴于caspase-8在细胞死亡通路转换中的枢纽作用,未来或可针对此类节点蛋白设计联合干预策略,协同抑制凋亡、坏死性凋亡等多条细胞死亡通路,以增强缺血性脑损伤后的神经保护效应[28]。

1.3 铁死亡

铁死亡是一种铁依赖性、脂质过氧化驱动的程序性细胞死亡形式,其核心特征为脂质过氧化物异常蓄积导致细胞膜破裂和功能障碍[29]。IS后血-脑屏障破坏和血红蛋白降解引起脑内铁负荷增加,游离铁通过芬顿反应产生大量活性氧,引发氧化应激[30]。同时,缺血期谷氨酸过度释放可竞争性抑制胱氨酸和谷氨酸反向转运体功能,减少胱氨酸摄取,导致谷胱甘肽合成下降和谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase4,GPX4)活性降低,从而削弱其自身的抗脂质过氧化能力,推动铁死亡进程[31]。核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor2,Nrf2)可上调抗氧化基因,肿瘤蛋白p53可促进脂质过氧化,二者在缺血-再灌注损伤铁死亡通路激活中发挥关键调控作用[32]。


目前,靶向并抑制神经元铁死亡已成为IS神经保护的研究热点。Peng等[33]在大鼠短暂性MCAO模型再灌注后行腹腔注射槲皮素(50mg/kg)治疗,结果显示,与MCAO模型对照组相比,槲皮素治疗组缺血脑区(海马CA1区)GPX4表达上调,长链酰基辅酶A合成酶4蛋白表达下调(每组3只;均P<0.05),且再灌注后24h脑梗死体积减小(每组3只;P<0.01),表明槲皮素可通过抗铁死亡发挥神经保护作用[33]。Liu等[34]基于MCAO大鼠模型的研究显示,大黄酸治疗性化合物可通过激活Nrf2/血红素加氧酶1或Nrf2/溶质载体家族7成员11/GPX4通路抑制脂质过氧化,其神经保护效应与依达拉奉及铁死亡抑制剂铁抑素1相当[34]。综上所述,铁死亡是IS后神经元死亡形式之一,靶向铁代谢、抗氧化或非编码核糖核苷酸的干预策略具有一定的神经保护潜力,或可为新型IS后神经保护药物开发提供新方向。

1.4 焦亡

焦亡是一种炎症性程序性细胞死亡方式,由炎症小体激活下游caspase-1(经典途径)或caspase-4、caspase-5、caspase-11(非经典途径)介导,其核心执行蛋白为焦亡执行蛋白D(gasdermin D,GSDMD)[35]。激活的caspase切割GSDMD产生N端片段,后者在细胞膜上寡聚形成孔道,导致细胞肿胀、膜破裂,并释放IL-1β、IL-18等促炎因子,放大炎症级联反应[36]。与凋亡不同,焦亡伴随强烈炎症反应,可加剧组织损伤。IS后DAMPs激活NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NOD-like receptor pyrin domain-containing protein 3,NLRP3)炎症小体,招募凋亡相关斑点样蛋白和caspase-1无活性酶原形成复合物[37]。活化的caspase-1切割IL-1β前体与IL-18前体,生成成熟的促炎因子IL-1β和IL-18,同时切割焦亡执行蛋白GSDMD,最终诱导细胞焦亡[37]。IS后焦亡主要发生于小胶质细胞、星形胶质细胞、神经元及内皮细胞中[38]。梗死周边区域细胞焦亡明显,并在再灌注过程中持续加剧,进而推动神经炎症发展,破坏血-脑屏障并加重继发性脑损伤[38]。Li等[38]研究显示,与MCAO模型组野生型小鼠(10只)相比,敲除GSDMD或抑制NLRP3后24h MCAO模型小鼠(10只)脑梗死体积减小(P<0.01),Morris水迷宫实验显示其认知功能改善(P<0.01),该神经保护作用可能与NLRP3/GSDMD通路表达下调及炎症因子释放减少相关[38]。胶质细胞焦亡在IS病理过程中作用突出:激活的小胶质细胞释放DAMPs,促进邻近细胞焦亡并形成恶性循环;星形胶质细胞焦亡则破坏血-脑屏障完整性[36]。此外,焦亡与其他细胞死亡形式(如铁死亡、坏死性凋亡)存在相互作用,共同驱动IS进展[39]。抑制细胞焦亡尤其是小胶质细胞和星形胶质细胞焦亡已成为IS后神经保护研究热点。Peng等[40]研究表明,腹腔注射羟氯喹(50mg/kg)可下调MCAO小鼠术后第1、3、5天脑皮质中NLRP3、N-GSDMD、caspase-1和IL-1β的蛋白表达(每组8只;均P<0.01),并减少GSDMD介导的星形胶质细胞、小胶质细胞及神经元焦亡(均P<0.05)。综上所述,靶向NLRP3/caspase-1/GSDMD通路的干预有望成为IS治疗新策略,或有助于改善IS再灌注治疗效果[35]。

1.5 铜死亡

铜死亡是一种由铜离子过量积累引发的程序性细胞死亡形式,于2022年被首次报道[41]。不同于凋亡、铁死亡等细胞死亡形式,铜死亡主要机制为过剩的铜离子与线粒体三羧酸循环中的脂酰化蛋白相互作用,导致功能蛋白异常聚集,同时伴随铁-硫簇蛋白减少,最终引发蛋白质毒性应激和细胞死亡[42]。上述过程的关键调控因子为铁氧还蛋白1、二氢脂酰胺S-乙酰转移酶和硫辛酸合成酶[42]。铜稳态失衡时二价铜离子与硫辛酰化二氢脂酰胺S-乙酰转移酶结合,诱导二氢脂酰胺S-乙酰转移酶异常寡聚,不溶性二氢脂酰胺S-乙酰转移酶增加导致细胞毒性,诱导细胞死亡;另一方面,铁氧还蛋白1可将二价铜离子还原成更具毒性的一价铜离子,导致铁-硫簇蛋白合成抑制,诱导细胞死亡[43]。


Mendonca等[44]研究表明,在大鼠MCAO模型中,静脉注射四硫代钼酸盐(10mg/kg)可通过靶向铜死亡通路发挥神经保护作用,与模型对照组相比,四硫代钼酸盐治疗组再灌注后24h及7d脑梗死体积均减小(每组4只;均P<0.01);行为学评估显示,治疗组再灌注后24h及7d的转棒测试运动协调能力及旷场测试自发探索行为均优于模型对照组(每组8只;均P<0.05)。Guo等[45]研究表明,在MCAO大鼠再灌注后静脉输注右美托咪定(9μg/kg)可调控铁氧还蛋白1介导的铜死亡通路,发挥神经保护作用,与模型对照组相比,右美托咪定治疗组再灌注后24h脑梗死体积及脑组织铜离子水平均降低(每组6只;均P<0.05);细胞实验表明,过表达铁氧还蛋白1可部分逆转右美托咪定的神经保护作用。铜死亡的发现为IS病理机制研究提供了新视角,但其具体分子调控网络及与其他细胞死亡形式的交互作用仍需进一步研究[46]。

2 IS后不同细胞死亡形式的交互作用

2.1 坏死性凋亡与凋亡

缺血-再灌注损伤后,坏死性凋亡和凋亡常共存并相互影响,形成复杂的细胞死亡模式转换网络[47]。其中,线粒体通透性转换(mitochondrial permeability transition, MPT)的活化状态是决定细胞最终发生凋亡或坏死性凋亡的核心[47]。脑缺血-再灌注损伤后,线粒体功能障碍可导致ATP耗竭及MPT异常活化,该过程受Bcl-2家族蛋白(如Bcl-2、Bcl-2相关X蛋白)调控[48]。MPT活化程度及其导致的ATP水平变化共同决定了后续细胞死亡形式的分化:适度的MPT活化可引发线粒体肿胀、细胞色素C释放,进而激活caspase依赖的凋亡途径;MPT过度活化可造成ATP耗竭,则凋亡程序中断,细胞转向RIPK1/RIPK3介导的坏死性凋亡[49]。因此,细胞内ATP水平是MPT下游执行死亡形式转换的关键[50]。


在MPT/ATP下游的细胞死亡执行通路中,caspase-8作为调控凋亡与坏死性凋亡转换的核心节点发挥枢纽作用。激活的caspase-8通过切割RIPK1抑制坏死性凋亡,驱动死亡诱导信号复合物介导凋亡;若caspase-8被抑制,如缺血-再灌注期间ATP不足,RIPK1与RIPK3形成坏死小体则可触发坏死性凋亡[51-52]。TNF家族细胞因子(如TNF-α)通过Fas分子相关死亡结构域蛋白募集caspase-8启动凋亡,caspase-8或Fas分子相关死亡结构域蛋白处于抑制条件下,细胞则转向坏死性凋亡,释放DAMPs,加剧炎症[53]。缺血-再灌注损伤可上调内源性RIPK3,促进坏死小体形成,使坏死性凋亡成为缺血半暗带神经元的主要死亡形式[53]。联合靶向caspase-8和RIPK通路的策略可能为IS后神经保护提供新思路。深入研究凋亡与坏死性凋亡的交互作用机制或有助于开发联合干预策略,改善IS预后。

2.2 凋亡与自噬

自噬是一种高度保守的细胞内降解过程,其通过细胞质成分(如受损细胞器、蛋白质聚集体)包裹形成自噬体后与溶酶体融合形成自噬溶酶体,从而实现降解和物质循环再利用,维持细胞稳态,应对营养缺乏、氧化应激或其他应激条件[54-55]。


IS后细胞凋亡与自噬常共存,尤其在缺血半暗带区域,部分神经元同时呈现凋亡小体和自噬溶酶体形态学特征,提示二者存在复杂的信号交互[56]。自噬以自噬溶酶体形成和清除受损细胞器为特征,而凋亡表现为染色质凝集和凋亡小体形成[56]。自噬相关基因Beclin-1是自噬信号级联的核心调节因子,与凋亡通路的Bcl-2家族蛋白(如Bcl-2、Bcl-xL)相互作用[57]。Bcl-2或Bcl-xL通过结合Beclin-1的BH3结构域抑制自噬;当c-JunN-末端激酶1磷酸化Bcl-2,破坏其与Beclin-1结合时,Beclin-1释放并促进自噬体形成,同时c-JunN-末端激酶1的持续激活可放大凋亡级联反应,从而发挥双重调控作用[58]。

2.3 铁死亡与自噬

IS后铁死亡与自噬密切交互,构成铁蛋白自噬-铁死亡轴,其在神经元损伤中发挥双重作用[59]。铁蛋白自噬(由核受体共激活因子4介导的铁蛋白降解过程)在病理条件下调控失衡,其过度活化导致游离铁过量释放,进而引发铁超载与脂质过氧化,最终触发铁死亡[60]。IS后过度自噬(如铁蛋白自噬和脂噬)可能放大铁超载和脂质过氧化,加剧神经元损伤,而适度自噬可清除受损细胞器,发挥神经保护作用[59]。


Beclin-1通过结合并抑制溶质载体家族7成员11(solute carrier family7 member 11, SLC7A11)活性阻断胱氨酸摄取,从而负向调控铁死亡[61]。靶向核受体共激活因子4的干预策略可通过调控自噬-铁死亡轴减轻缺血性脑损伤[60]。

2.4 泛凋亡

泛凋亡是一种新型炎症性程序性细胞死亡形式,其同时具有凋亡、坏死性凋亡和焦亡的分子特征,由Z-DNA结合蛋白1、黑色素瘤缺失蛋白2、NLRP3等传感器驱动,形成泛凋亡小体,激活caspase-3或caspase-8(介导凋亡)、RIPK3/MLKL(介导坏死性凋亡)和caspase-1/GSDMD(介导焦亡)[62]。


IS后缺血-再灌注损伤产生的DAMPs、活性氧及线粒体功能障碍可激活泛凋亡小体,导致凋亡、坏死性凋亡和焦亡3种细胞死亡形式同时出现,促进炎症级联反应放大、血-脑屏障破坏和神经元大量丢失[63-64]。生物信息学分析显示,在GSE16561(IS患者39例,健康对照者24名)与GSE58294(IS患者69例,健康对照者23名)两个数据集中,IS患者的泛凋亡相关基因(caspase-1、caspase-8)表达较健康对照者均上调(均P<0.05),而蛋白酶体26S亚基ATP酶3表达均下调(P<0.05),提示上述基因可能为IS诊断与预后评估的潜在生物标志物[65-66];进一步分析显示,上述基因与免疫细胞浸润密切相关,并可依据其表达谱将IS患者分为具有不同免疫微环境特征的分子亚型(免疫激活型与免疫抑制型),表明泛凋亡在IS免疫病理进程中发挥调控作用[67]。Wang等[68]研究表明,对MCAO模型大鼠侧脑室注射重组音猬因子(5μl)可激活音猬因子信号,下调S100钙结合蛋白A10表达,从而抑制神经元泛凋亡(3只;P<0.05);相关机制研究显示,与假手术组相比,MCAO模型组大鼠术后3d脑组织及体外氧糖剥夺-再灌注神经元中泛凋亡关键标志物(NLRP3、caspase-1、caspase-3、caspase-8、MLKL及Z-DNA结合蛋白1)表达均上调(每组4只;均P<0.05);免疫荧光共定位实验显示,氧糖剥夺-再灌注神经元中可同时检测到NLRP3、caspase-3和MLKL,提示凋亡、焦亡与坏死性凋亡协同发生。作为目前IS领域的研究热点,泛凋亡为解释凋亡、坏死性凋亡和焦亡之间的复杂交互作用提供了重要理论框架,有利于分析IS后炎症微环境所致的病理过程,并为开发联合靶向细胞多种死亡形式的神经保护策略提供了新视角[69]。

2.5 铁死亡与铜死亡

铁死亡和铜死亡在IS后通过线粒体功能障碍与蛋白毒性应激相互作用共同影响神经元命运和脑损伤进程[70]。铁死亡由铁超载和脂质过氧化驱动,铜死亡由铜与三羧酸循环蛋白的脂肪酰化作用引发,可导致蛋白质毒性和铁硫簇蛋白丢失[71]。IS后血-脑屏障破坏导致铁和铜离子异常积累并通过芬顿反应生成活性氧,破坏抗氧化防御(如超氧化物歧化酶、GPX4),进而加剧神经元死亡[72]。


铁离子与铜离子存在复杂、双向的交互作用。铜离子作为抗氧化酶(如超氧化物歧化酶)的辅因子,可抑制活性氧生成,减轻铁死亡;过量铜离子诱导蛋白毒性应激和铁硫簇蛋白丢失,通过芬顿反应产生氧自由基,促进铁死亡或直接触发铜死亡[72-73]。在信号通路上,铁死亡通过Nrf2/SLC7A11/GPX4调控,而铜死亡涉及线粒体介导的死亡信号,二者在线粒体功能障碍、氧化应激和线粒体损伤中的协同作用可能加剧缺血-再灌注损伤[72-73]。Kim等[74]对氯化钴诱导的BV2小胶质细胞缺氧模型进行表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate, EGCG)预处理,结果显示,炎症介质(IL-6、诱导型一氧化氮合酶、环氧合酶2)表达抑制,活性氧水平降低且细胞凋亡减少,其机制涉及抑制NF-κB通路减轻炎症和激活Nrf2通路增强抗氧化防御;此外,EGCG作为儿茶素化合物显示出调控金属稳态(如铜代谢)的潜力,提示其或可同时干预铁死亡与铜死亡。深入理解铁死亡和铜死亡的交互作用有助于开发靶向“铁-铜平衡”的干预策略,从而改善IS预后[56]。

3 总结与展望


急性IS及脑缺血-再灌注损伤的病理进程涉及细胞凋亡、坏死性凋亡、自噬、铁死亡和铜死亡等多种程序性细胞死亡形式,这些形式在缺血半暗带和梗死核心区通过复杂的变化和相互作用驱动神经元死亡和脑功能障碍。笔者回顾了caspase、RIPK1/RIPK3、Nrf2等靶点在IS神经保护中的潜力,探讨了凋亡与坏死性凋亡、自噬与铁死亡及铁死亡与铜死亡的交互作用。然而,上述研究多基于动物模型,其临床转化仍存在限制:动物模型与人类疾病的病理差异、细胞死亡调控网络的复杂性及动态监测技术的局限。未来或可从以下方面开展研究:(1)开发模拟人类共病且具有异质性的动物及体外模型;(2)基于单细胞测序和蛋白质组学解析细胞死亡调控网络,挖掘新靶点;(3)结合多模态成像技术动态监测细胞死亡过程,优化干预时间窗。整合精准模型、分子机制和监测技术或可推动IS精准治疗和神经保护策略的临床转化。

*本文转载自微信公众号“中国脑血管病杂志”,脑医汇获授权转载



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