小檗碱通过心磷脂介导的线粒体稳定作用，挽救由细胞凋亡引发的噬血细胞性淋巴组织细胞增多症

《European Journal of Pharmacology》：Berberine Rescues PANoptosis-Driven Hemophagocytic Lymphohistiocytosis via Cardiolipin-Mediated Mitochondrial Stabilization

本研究发现PANoptosis的执行依赖于线粒体渗透性增加，由GSDMD-NT、GSDME-NT和p-MLKL介导，黄连素通过抑制这些效应分子的转位有效阻断PANoptosis，并在HLH小鼠模型中减轻炎症和多器官损伤。

　　这项研究聚焦于一种新兴的炎症性细胞死亡机制——PANoptosis，其整合了经典的细胞死亡途径，如焦亡（pyroptosis）、凋亡（apoptosis）和坏死性凋亡（necroptosis）。PANoptosis不仅在多种炎症性疾病的发生中扮演重要角色，而且其执行机制和调控因素仍需进一步探索。研究团队通过实验手段，发现线粒体通透性在PANoptosis的启动过程中具有关键作用，并揭示了天然化合物小檗碱（Berberine, BBR）对这一过程的干预机制。研究结果为PANoptosis相关疾病的治疗提供了新的思路，特别是对于像噬血细胞性淋巴组织增生症（HLH）这样的严重疾病。

PANoptosis作为炎症性细胞死亡的一种形式，其特征在于细胞膜破裂和炎症相关分子模式（DAMPs）的释放，这些DAMPs包括DNA、ATP和高迁移率族蛋白1（HMGB1）。这些物质通过邻近细胞上的特异性受体，进一步放大炎症信号传导，从而推动疾病的发展。近年来，研究发现PANoptosis可以同时激活caspase-1和gasdermin D（GSDMD），caspase-3和GSDME，以及RIPK3和MLKL等分子，形成一种协同作用的细胞死亡机制。这种整合的信号轴使得PANoptosis在病理过程中具有高度的炎症性，成为许多炎症性疾病的重要诱因。

线粒体作为细胞能量代谢的核心，近年来被发现与PANoptosis的执行密切相关。在PANoptosis过程中，线粒体的通透性变化被认为是启动细胞死亡的关键步骤之一。研究团队通过实验观察到，GSDMD-NT、GSDME-NT和p-MLKL这些执行因子在特定刺激下会优先定位于线粒体，导致其结构破坏和功能丧失。这种线粒体通透性的变化不仅促进了细胞裂解，还引发了促炎性DAMPs的释放，进一步加剧了炎症反应。值得注意的是，线粒体通透性的变化可能依赖于特定的脂质——心磷脂（cardiolipin）的合成，这为理解PANoptosis的分子机制提供了新的视角。

在本研究中，科学家们采用了一种实验模型，通过使用聚肌苷酸-聚胞苷酸（poly(I:C))和脂多糖（LPS）诱导小鼠巨噬细胞发生PANoptosis。他们利用免疫印迹、免疫荧光和共免疫沉淀等技术，对PANoptosis的分子机制进行了深入分析。结果显示，线粒体通透性是PANoptosis早期和关键的事件，而这一过程受到GSDMD-NT、GSDME-NT和p-MLKL的调控。这些执行因子在特定条件下会转移到线粒体，破坏其完整性，从而引发细胞死亡。然而，小檗碱（BBR）被发现能够有效阻止这一过程，从而保护线粒体功能，并抑制Z-DNA的形成。

小檗碱是一种从中药材中提取的天然生物碱，因其具有抗菌和抗炎特性而被广泛研究。近年来，研究发现BBR能够通过直接抑制GSDMD-NT孔形成，来减少焦亡的发生；同时，它还能通过共价修饰NLRP3炎性体的传感器蛋白，从而抑制NLRP3炎性体的激活。这些发现表明，BBR在NLRP3和焦亡相关的疾病治疗中具有潜在价值。然而，由于PANoptosis是一种整合的细胞死亡机制，其影响范围更广，因此需要进一步研究BBR是否能够调节这一更复杂的细胞死亡程序。

本研究通过实验验证了BBR对PANoptosis的干预作用。结果显示，BBR能够有效阻止GSDMD-NT、GSDME-NT和p-MLKL的线粒体转移，从而抑制线粒体通透性，减少细胞裂解和促炎性物质的释放。此外，BBR还能够阻断PANoptosome的组装，并减弱下游PANoptotic信号通路的激活。这些发现表明，BBR不仅能够抑制PANoptosis的启动，还能通过干预其关键步骤，减少炎症反应的强度。

在动物模型中，研究人员通过腹腔注射BBR，观察到其能够显著减轻系统性炎症反应，并保护肝脏、肺部和肾脏免受HLH引起的损伤。这种保护作用与BBR对PANoptosis的抑制密切相关，进一步支持了其在治疗HLH等炎症性疾病中的潜力。研究还发现，BBR对Z-DNA的积累具有抑制作用，而Z-DNA被认为是PANoptosis过程中的关键信号分子之一。这表明，BBR不仅能够通过直接作用于执行因子，还能通过影响下游信号通路，从而全面抑制PANoptosis的发生。

综上所述，本研究揭示了线粒体通透性在PANoptosis执行中的关键作用，并首次证明了小檗碱能够有效干预这一过程。这些发现不仅加深了对PANoptosis机制的理解，还为开发针对PANoptosis相关疾病的新型治疗策略提供了理论依据。小檗碱作为一种天然化合物，其安全性较高，且在多种疾病模型中显示出良好的治疗效果，因此有望成为治疗PANoptosis驱动的炎症性疾病的重要候选药物。

此外，研究团队还对实验材料和抗体进行了详细说明，以确保实验的准确性和可重复性。他们使用的试剂包括小檗碱、5Z-7-oxozeaenol、脂多糖、 Hoechst 33342、碘化丙啶（PI）、二甲基亚砜（DMSO）等。抗体方面，他们使用了CF488-标记的山羊抗小鼠IgG、CF568-标记的山羊抗兔IgG等，以检测特定蛋白的表达和定位。这些试剂和抗体的选择确保了实验数据的可靠性和实验过程的标准化。

在实验设计中，研究团队采用了一系列严谨的实验方法，包括细胞模型和动物模型。通过细胞模型，他们观察到PANoptosis的发生与线粒体通透性密切相关，并发现BBR能够有效阻止这一过程。而在动物模型中，他们通过腹腔注射BBR，验证了其在减轻HLH引起的系统性炎症和器官损伤中的作用。这些实验不仅证实了BBR的治疗潜力，还为理解其作用机制提供了重要依据。

研究团队还强调了实验伦理和数据共享的重要性。所有实验均经过机构动物伦理审查委员会的批准，并遵循国际动物研究伦理规范。此外，研究数据和材料已全部公开，确保了研究的透明性和可验证性。这些措施不仅符合科学研究的伦理要求，也为其他研究者提供了参考。

在讨论部分，研究团队进一步探讨了PANoptosis的临床意义和未来研究方向。他们指出，PANoptosis在多种炎症性疾病中的作用已被广泛认可，但其具体的分子机制仍需深入研究。特别是在HLH等严重疾病中，PANoptosis的激活可能导致多器官损伤，因此开发有效的抑制剂具有重要意义。小檗碱作为一种天然化合物，其在抑制PANoptosis方面的潜力为未来研究提供了新的方向。

研究团队还提到了一些未引用的参考文献，这些文献可能提供了重要的背景信息或支持研究中的某些观点。例如，Bock和Tait（2020）的研究可能涉及细胞死亡机制的基础理论，而Chen等（2023）和Lei等（2023）的研究可能探讨了PANoptosis在不同疾病模型中的作用。这些未引用的文献可能为本研究提供了额外的支持，但研究团队并未将其纳入参考文献列表。

最后，研究团队总结了本研究的主要发现，并强调了小檗碱在治疗PANoptosis相关疾病中的潜力。他们指出，线粒体作为PANoptosis执行的核心平台，其通透性的变化在细胞死亡过程中具有关键作用。而小檗碱通过干预这一过程，不仅能够减少细胞裂解，还能抑制促炎性物质的释放，从而减轻炎症反应。这些发现为未来研究提供了重要的理论基础，并为开发新的治疗策略指明了方向。

综上所述，这项研究通过系统的实验设计和深入的机制分析，揭示了PANoptosis与线粒体通透性之间的关系，并证明了小檗碱在抑制这一过程中的有效性。研究结果不仅加深了对PANoptosis机制的理解，还为治疗相关炎症性疾病提供了新的思路。未来，研究团队将继续探索小檗碱在不同疾病模型中的作用，并进一步验证其作为治疗药物的潜力。