综述:半胱天冬酶对炎症过程的调控作用

【字体: 时间:2025年07月03日 来源:Nature Reviews Molecular Cell Biology

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  (编辑推荐)本综述打破传统认知,提出哺乳动物半胱天冬酶(caspases)的"炎症亚型"与"凋亡亚型"分类存在交叉性。最新证据表明,凋亡caspases通过调控细胞死亡动力学和微环境(如与焦亡交叉对话),间接影响炎症进程;而所有caspases最终都直接或通过控制细胞死亡模式(凋亡/非凋亡)参与炎症调控,其中凋亡caspases更被发现具有维持机体稳态的抑炎功能。

  

【半胱天冬酶的双重身份】
传统分类将哺乳动物半胱天冬酶(caspases)机械划分为促炎(如caspase-1/4/5/11)和促凋亡(如caspase-3/6/7/8/9)两大亚家族。但新近研究发现,凋亡caspases敲除动物仍能发生细胞死亡,提示其核心功能并非启动凋亡,而是精细调控死亡细胞的时空特征——包括控制"eat-me"信号暴露时序、维持质膜完整性以延缓炎症物质释放等。

【死亡与炎症的分子桥梁】
当凋亡caspases活性不足时,细胞会转向焦亡(pyroptosis)等促炎性死亡方式。caspase-7被证实可切割gasdermin D(GSDMD)抑制焦亡;而caspase-3则通过灭活cGAS-STING通路阻断Ⅰ型干扰素产生。这种"死亡模式转换"机制解释了为何凋亡缺陷模型常伴随过度炎症反应。

【炎症caspases的非经典功能】
典型炎症caspases(如caspase-1)除激活IL-1β/IL-18外,还能切割代谢酶(如GAPDH)重编程免疫细胞代谢。更意外的是,caspase-11可通过非经典炎症小体促进上皮修复,这种功能与其促焦亡活性形成"阴阳平衡"。

【治疗靶点的新视角】
阿尔茨海默病中caspase-6异常激活会切割tau蛋白促进神经原纤维缠结形成,同时释放的mtDNA又通过cGAS激活神经炎症。这提示靶向特定caspases的双通路调控可能比单纯抑制细胞死亡更具治疗价值。靶向caspases微环境调控功能(如维持"免疫沉默"的凋亡)的药物设计,为自身免疫病和肿瘤免疫治疗提供新思路。

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