
-
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
综述:气体信号分子在细胞焦亡中的作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月19日 来源:International Journal of Biological Macromolecules 7.7
编辑推荐:
这篇综述系统阐述了气体信号分子(H2S、NO、CO)通过调控NF-κB/NLRP3炎症小体通路、ROS生成及Nrf2抗氧化途径,在细胞焦亡(pyroptosis)中发挥双重作用:既可抑制炎症性疾病进展,又能促进肿瘤细胞死亡,为相关疾病治疗提供新策略。
气体信号分子在细胞焦亡中的双刃剑作用
Abstract
细胞焦亡是一种由炎症小体触发的程序性细胞死亡形式,其特征性表现为细胞膜破裂伴随内容物释放,引发强烈炎症反应。研究表明,硫化氢(H2S)、一氧化氮(NO)和一氧化碳(CO)三类气体信号分子通过复杂机制调控该过程:一方面通过抑制NF-κB/NLRP3信号轴、减少ROS释放及激活Nrf2通路,降低Caspase-1活性以缓解炎症性疾病;另一方面通过上调NLRP3、ASC、GSDMD-N等蛋白表达促进肿瘤细胞焦亡。
Introduction
细胞焦亡在经典(Caspase-1依赖)和非经典(Caspase-4/5/11依赖)通路中均参与疾病发生发展。适度的焦亡可维持免疫监视功能,但过度激活会导致IL-1β等细胞因子风暴,与自身免疫疾病和肿瘤微环境形成密切相关。气体信号分子通过时空特异性调控这一平衡,展现出治疗潜力。
Physiological effects of H2S
内源性H2S由CSE、CBS和3-MST酶催化生成。在动脉粥样硬化模型中,H2S供体NaHS能抑制ox-LDL诱导的巨噬细胞焦亡,机制涉及下调NLRP3/ASC/Caspase-1通路。而在肝癌治疗中,大蒜素衍生物DATS通过升高ROS水平,特异性激活肿瘤细胞焦亡。
Physiological effects of NO
内皮型NOS(eNOS)产生的NO具有显著的抗氧化特性。在脓毒症模型中,NO通过阻断Caspase-11非经典通路减轻多器官损伤。但值得注意的是,某些肿瘤微环境中的高浓度NO可通过S-亚硝基化修饰NLRP3,反而促进焦亡相关因子释放。
Physiological effect of CO
HO酶系代谢产生的CO对心血管保护作用显著。实验显示,CO释放分子(CORM-3)可减少心肌缺血再灌注损伤中的焦亡细胞比例,其机制与抑制线粒体ROS-NLRP3正反馈循环相关。相反,在胶质母细胞瘤中,CO能增强TMZ化疗药物诱导的GSDMD-N片段生成。
Conclusion
气体信号分子通过"剂量-组织-疾病"特异性调控焦亡进程:在炎症性疾病中表现为抑制性调控,而在肿瘤治疗中转为促焦亡作用。未来研究应聚焦于开发靶向气体分子供体药物及关键酶(如CSE、eNOS、HO)的精准调控策略。
生物通微信公众号
知名企业招聘