综述:NLRP3炎症小体在PANoptosis和疾病中的多样化功能

【字体: 时间:2025年08月21日 来源:Cell Death Discovery 7

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  这篇综述系统阐述了NLRP3炎症小体(NLRP3 inflammasome)通过经典/非经典/替代途径激活的分子机制,及其在PANoptosis(一种整合细胞焦亡pyroptosis、凋亡apoptosis和坏死性凋亡necroptosis的新型细胞死亡模式)中的核心作用。文章重点探讨了NLRP3作为PANoptosome复合体的关键组分,在自身免疫病(如SLE、RA)、代谢紊乱(肥胖、T2DM)、神经退行性疾病(AD、PD)和肿瘤中的双重调控机制,并综述了MCC950、DFV890等靶向抑制剂的最新临床进展,为相关疾病的治疗策略提供了新视角。

  

NLRP3炎症小体激活机制

作为先天免疫系统的核心传感器,NLRP3通过识别病原体相关分子模式(PAMPs)和损伤相关分子模式(DAMPs)启动炎症反应。其激活存在三种模式:

  1. 1.

    经典途径:需先经NF-κB信号通路启动(priming)上调NLRP3表达,再通过K+/Cl-外流、线粒体活性氧(mtROS)产生等信号触发炎症小体组装。

  2. 2.

    非经典途径:由革兰阴性菌释放的脂多糖(LPS)直接激活caspase-4/5/11,切割gasdermin D(GSDMD)诱导细胞膜穿孔。

  3. 3.

    替代途径:LPS通过TLR4-TRIF-FADD-caspase-8轴单步骤激活,无需ASC斑点形成。

NLRP3在人类疾病中的双刃剑作用

自身免疫疾病:系统性红斑狼疮(SLE)患者NLRP3功能获得性突变导致IL-1β过度分泌,促进B细胞异常活化;类风湿关节炎(RA)中NLRP3驱动滑膜炎症性T细胞分化。

代谢紊乱:肥胖患者脂肪组织NLRP3过度激活引发胰岛素抵抗(IR),而动脉粥样硬化斑块中胆固醇晶体通过NLRP3-IL-1β轴加速单核细胞浸润。

神经退行性疾病:阿尔茨海默病(AD)的β淀粉样蛋白通过NLRP3-caspase-1通路促进tau蛋白病理;帕金森病(PD)中α-突触核蛋白激活小胶质细胞NLRP3,加剧多巴胺神经元死亡。

PANoptosis中的枢纽角色

NLRP3是多种PANoptosome复合体的核心组件:

  • ZBP1-PANoptosome:感知病毒RNA后招募NLRP3、RIPK3等,同步激活caspase-1(焦亡)、caspase-3/7(凋亡)和MLKL(坏死性凋亡)。

  • RIPK1-PANoptosome:在TAK1抑制状态下组装,介导感染或炎症时的交叉死亡。

  • NLRC5-PANoptosome:最新发现的细菌感应复合体,与NLRP3协同驱动组织损伤。

靶向治疗前景

临床在研抑制剂通过不同策略干预NLRP3:

  • MCC950:结合NACHT结构域Walker位点阻断ATP酶活性,但因肝毒性终止临床试验。

  • 第二代药物:ZYIL1(已完成CAPS II期试验)和DFV890(针对膝骨关节炎)通过结构优化提升安全性。

  • 天然化合物:甘草中的glabridin通过抑制NLRP3泛素化减轻纤维化。

未来需解决激活机制细节(如NLRP3与PANoptosome精确互作)和抑制剂毒性问题,为炎症相关疾病提供精准治疗策略。

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