坏死性凋亡信号通路通过线粒体自噬调控新生儿缺氧缺血性脑损伤机制

《Cell Death & Disease》：RIPK1/RIPK3 and MLKL differentially control mitophagy and mitochondrial homeostasis in hypoxic-ischaemic encephalopathy

摘要

缺氧-缺血性脑病（HIE）是新生儿中一种严重的脑损伤，然而坏死性凋亡信号通路与线粒体质量控制机制之间的关系尚未完全明了。在本研究中，我们探讨了RIPK1/RIPK3和MLKL在缺血再灌注（I/R）导致的脑损伤（如HIE）中调节线粒体自噬及线粒体稳态的作用。通过使用氧-葡萄糖剥夺和再灌注（OGD/Rep）处理小鼠原代神经元或Neuro-2a神经母细胞瘤细胞，我们发现OGD/Rep会激活坏死性凋亡，表现为混合谱系激酶结构域相关蛋白（MLKL）的磷酸化增加以及坏死小体成分向线粒体的转运。这一过程伴随着线粒体自噬的启动，包括Parkin和BNIP3的表达上调、LC3A/B-II的线粒体转化增加，以及线粒体蛋白酶caseinolytic peptidase protease（ClpP）的活性增强。RIPK1或RIPK3的抑制剂可抑制OGD/Rep诱导的线粒体自噬，表明RIPK1/RIPK3信号通路能够促进线粒体质量控制反应。相反，敲低MLKL则能够增强线粒体自噬，同时抑制ClpP的活性，并恢复线粒体的功能和形态。在新生儿HIE模型中，缺氧-缺血刺激会同时激活海马区和皮层区的坏死性凋亡与线粒体自噬通路。空间转录组分析进一步揭示了海马区和皮层区内与坏死性凋亡相关的线粒体应激及线粒体自噬的特异性表达特征。综上所述，我们的发现揭示了坏死性凋亡信号通路中一个先前未被注意到的分叉：RIPK1/RIPK3促进线粒体自噬，而MLKL则导致线粒体功能障碍。这项研究揭示了坏死性凋亡信号通路与线粒体质量控制之间的复杂相互作用，为针对HIE及相关I/R损伤中该通路的特定组分提供了机制上的依据。