综述：细胞死亡信号的动态调控

这篇综述系统探讨了细胞死亡信号网络的动态调控机制，重点解析了凋亡（Apoptosis）、坏死性凋亡（Necroptosis）、焦亡（Pyroptosis）和铁死亡（Ferroptosis）等途径之间的交互作用、孔道形成动力学和不可逆节点，为理解疾病中细胞命运决策提供了新视角。

　　

死亡边缘的抉择

细胞通过感知应激信号并调控转录、翻译及翻译后修饰（PTMs）来决定自身命运。TNF信号通路是研究最深入的细胞死亡决策系统之一：可溶性TNF与TNFR1结合后引发受体三聚化，进而诱导生存反应或细胞死亡。E3-泛素连接酶（如cIAP1/2和LUBAC）介导的特异性泛素化模式可维持RIPK1存在于膜结合的复合体I中，促进NF-κB核转位和促炎基因转录；而RIPK1去泛素化则导致胞质复合体II形成，其中Caspase-8作为关键分子开关，既可直接激活Caspase级联反应诱发凋亡，也可在活性不足时促使RIPK1与RIPK3组装成坏死小体（Necrosome），启动坏死性凋亡。超分辨率显微镜显示坏死小体是由小圆形寡聚体演化为杆状超大分子结构的动态组装体，其信号传导能力取决于RIPK3四聚体及以上规模寡聚体的形成。下游分子MLKL被磷酸化后与紧密连接蛋白共转运至质膜热点区域，逐步积累并引发膜破裂。近期研究发现，MLKL通过微外显子可变剪接产生的抗坏死性凋亡异构体，可通过蛋白互作抑制RIPK3与促坏死异构体的结合，揭示了物种特异性的调控新机制。

凋亡与焦亡之间存在双向调控：线粒体凋亡途径中，BAX/BAK介导的线粒体外膜透化（MOMP）释放细胞色素c和SMAC，激活Caspase-3/7并切割GSDME产生孔道形成片段N-GSDME，导致质膜透化和继发性坏死；相反，Caspase-3/7也可切割GSDMD产生无孔道形成能力的p45片段，抑制焦亡发生。焦亡执行者GSDMD被炎症性Caspase-1/4/5（人）或Caspase-1/11（鼠）切割后，其N端片段（N-GSDMD）在质膜上成孔，释放IL-1β和IL-18等炎症因子。Toll样受体（TLR）信号通路中，TLR3/4通过TRIF组装非经典坏死小体，而MLKL介导的离子流可能作为第二信号促进炎症小体激活，架起了坏死性凋亡与焦亡的交叉对话桥梁。

铁死亡作为铁依赖性的脂质过氧化驱动性死亡方式，与凋亡存在潜在交叉。单细胞成像显示，铁死亡诱导剂可同时引发凋亡和铁死亡特征，表现为细胞膜起泡和BCL-2家族调控的协同激活。值得注意的是，铁死亡可通过细胞接触以距离依赖性方式传播，在胚胎发育中形成大规模细胞死亡波以重塑组织。

死亡孔道的动力学

凋亡过程中，BAX和BAK在线粒体外膜形成异质性的动态孔道。BAK寡聚化速度更快且形成均匀小簇（100–200单元），而BAX则组装成持续生长的异质性大簇（200–600单元），二者共组装可加速孔道扩展并影响mtDNA释放时序，进而调控cGAS-STING通路激活。脂质环境显著调控孔道形成：多不饱和脂质可促进BAX/BAK大孔道形成，脂肪酸去饱和酶FADS2不仅能增强凋亡敏感性，还可激活cGAS-STING通路。近期冷冻电镜解析了BAX寡聚体高分辨率结构，揭示了孔道组装的分子基础，但线粒体内膜透化机制仍不明确。

焦亡孔道同样呈现动态特性：N-GSDMD通过其指状结构域形成β-桶状孔道，孔径约21 nm。磷脂酰肌醇磷酸（PIPs）可稳定功能性孔道结构，而棕榈酰化修饰（C191）和去棕榈酰化分别调控GSDMD膜结合与寡聚化进程。原子力显微镜显示，弧状、裂隙状和环状结构均为功能性中间体，分子动力学模拟表明这些结构在膜张力下可裂解扩展为完整孔道。新研究发现钙内流可通过磷酸肌醇代谢调控孔道组装动力学，且孔道可能通过椭圆构象转换实现开闭状态切换。

质膜破裂（PMR）的关键执行者NINJ1在焦亡、继发性坏死和铁死亡中均发挥重要作用。目前存在多种模型解释其激活机制：二聚体解离后形成双链“解拉链”式扩展，或组装成环状“饼干切割器”结构剥离膜区域。亦有研究表明NINJ1可通过调节膜机械性能影响破裂阈值，但其激活触发因素及调控机制仍待阐明。

不可逆节点

传统认为MOMP是凋亡的“全或无”开关，但少数线粒体MOMP（minority MOMP）的发现颠覆了这一认知：有限Caspase激活可导致DNA损伤和基因组不稳定性，促进肿瘤发生；mtDNA释放还可激活cGAS-STING通路，诱发衰老相关分泌表型（SASP）。在感染过程中，亚致死性MOMP能通过细胞自主免疫机制限制病原体传播。值得注意的是，细胞甚至可在Caspase-3激活后继续增殖，表明凋亡并非绝对不可逆。

在裂解性死亡中，不可逆阈值取决于特定通路和检测方法：紧密连接蛋白稳定性可调节MLKL介导的溶细胞阈值而不影响其磷酸化水平；ESCRT-III machinery可通过移除MLKL、GSDMD和铁死亡相关孔道促进细胞存活。质膜损伤积累最终触发NINJ1介导的膜破裂，标志着死亡的不可逆阶段。