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综述:Parthanatos:心血管疾病与心肌衰老中一种氧化还原依赖的细胞死亡通路
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月16日 来源:Pathology - Research and Practice 2.9
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【编辑推荐】本综述系统阐释了PARP1依赖性细胞死亡方式Parthanatos在心血管疾病(CVD)和心肌衰老中的核心作用。该通路由氧化应激诱导DNA损伤触发,通过NAD+/ATP耗竭、PAR聚合物积累及AIF核转位导致细胞死亡,与氧化应激形成恶性循环。文章深入探讨其在心肌缺血/再灌注(MI/R)损伤、动脉粥样硬化和心衰中的机制,并提出PARP1抑制剂、NAD+前体等靶向治疗策略,为心血管干预提供新思路。
Initiation: Oxidative Stress as the Primary Driver of DNA Damage
心血管系统中,活性氧/氮物种(ROS/RNS)的过量产生是Parthanatos的始动因素。心肌缺血/再灌注(MI/R)时的氧爆发、动脉粥样硬化慢性炎症、氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)等均可引发DNA链断裂,激活聚ADP核糖聚合酶-1(PARP1)。这种过度活化会消耗细胞内的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)和三磷酸腺苷(ATP),导致能量危机。
Pathological Consequences of the Parthanatos Redox Cycle
PARP1的异常激活形成自我放大的恶性循环:PAR聚合物积累诱导线粒体膜通透化,促使凋亡诱导因子(AIF)从线粒体向核转位,与巨噬细胞迁移抑制因子(MIF)结合形成DNA降解复合体,造成不可逆的基因组破坏。在心肌细胞中,ATP耗竭直接损害钙离子处理和收缩功能。
MI/R Injury: The Paradigm of Acute Redox Stress
MI/R损伤是Parthanatos的典型病理模型。再灌注时的氧爆发导致PARP1活性激增,动物实验中可见NAD+水平骤降60%。临床前研究表明,PARP1抑制剂PJ34能减少心肌梗死面积达40%,而NAD+前体烟酰胺单核苷酸(NMN)可改善心脏功能。
Age-Associated Drivers: Telomere Shortening and PARP1 Upregulation
衰老心肌中,端粒缩短和DNA修复能力下降使细胞对氧化损伤更敏感。70岁以上人群心肌组织PARP1表达量较青年组增加2-3倍,伴随NAD+水平进行性降低。这种改变加速心肌细胞丢失和纤维化,是心功能减退的重要机制。
Therapeutic Strategies Targeting the Redox-Parthanatos Axis
目前干预策略包括:①PARP1抑制剂(如Olaparib)阻断酶活过度激活;②NAD+前体(NR/NMN)恢复能量代谢;③AIF靶向肽段抑制核转位;④运动训练增强抗氧化防御。值得注意的是,二甲双胍通过激活AMPK通路可间接抑制PARP1,在动物模型中显示抗纤维化效果。
Challenges and Future Perspectives
需解决的核心问题包括:不同心脏细胞类型对Parthanatos的敏感性差异、PAR聚合物在亚细胞区室的动态分布、以及如何平衡PARP1在DNA修复和细胞死亡中的双重角色。单细胞多组学技术和基因编辑模型将为该领域带来突破。
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