《Frontiers in Immunology》：Beyond apoptosis: calpains as guardians of T-cell quiescence and self-tolerance – a systematic review
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钙激活蛋白酶（Calpains）家族传统上在细胞死亡通路中被研究，现正被重新认识为免疫静止（immune quiescence）与耐受（tolerance）的调节者，并可能通过ZAP-70、NF-κB及Cyclin D1等特异性底物的蛋白水解切割影响免疫激活阈
钙激活蛋白酶（Calpains）家族传统上在细胞死亡通路中被研究，现正被重新认识为免疫静止（immune quiescence）与耐受（tolerance）的调节者，并可能通过ZAP-70、NF-κB及Cyclin D1等特异性底物的蛋白水解切割影响免疫激活阈值（immune activation threshold）。研究人员依据PRISMA 2020指南开展系统性文献检索，覆盖PubMed、Web of Science、Scopus、Google Scholar及Cochrane Library数据库1990年1月至2026年9月期间收录的文献，共检索获得281篇记录。经严格的题目/摘要筛选及全文评估后，125项研究符合纳入标准并被纳入本综述。在纳入的研究中，钙蛋白酶通过蛋白水解切割Cyclin D1与c-Myc分别作用于细胞周期进程（cell-cycle progression）及T细胞受体（T-cell receptor, TCR）信号通路，从而成为调节淋巴细胞静止（lymphocyte quiescence）状态的潜在因子。此外，针对PD-1与CTLA-4等免疫检查点分子（immune checkpoint molecules）的调控作用提示钙蛋白酶参与免疫自身耐受（immune self-tolerance），然而直接切割证据仍然有限。钙蛋白酶功能失调时，蛋白水解过度可能导致免疫抑制（immunosuppression），而蛋白水解不足则可能诱发自身免疫病（autoimmune disease）。事实上，临床前数据表明钙蛋白酶的药理学抑制（pharmacological inhibition）可降低自身免疫病与炎症（inflammation）的严重程度；然而，钙蛋白酶抑制在自身免疫病中的人体疗效数据尚未确立。无论蛋白水解增强或减弱，钙蛋白酶功能失调均与多种免疫紊乱相关，涵盖从免疫抑制到自身免疫病的广泛谱系。因此，靶向钙蛋白酶可能是治疗自身免疫病、慢性感染（chronic infections）及癌症（cancer）的一种潜在策略。
引言：钙蛋白酶（Calpains）是Ca
2+依赖性非溶酶体半胱氨酸蛋白酶家族，通过选择性有限蛋白水解而非完全降解，以“分子剪刀”方式调节细胞运动、信号转导与结构功能。与传统蛋白酶不同，钙蛋白酶无共有序列识别基序，而是依赖结构背景和溶剂可及区域进行切割，其产生的片段可具备与完整蛋白不同的稳定性、定位、功能及蛋白相互作用特性。这种“蛋白水解修饰”而非彻底降解的特性，使钙蛋白酶能够发挥类似分子检查点的调节功能。传统上，钙蛋白酶主要与细胞骨架重塑和凋亡相关，但越来越多的证据表明其参与T细胞活化、黏附与迁移。本综述基于PRISMA 2020指南，系统检索1990年至2026年PubMed、Web of Science、Scopus、Google Scholar及Cochrane Library数据库，纳入125项研究，提出钙蛋白酶可作为免疫自身耐受的分子检查点。
1.1 钙蛋白酶作为免疫静止和自身耐受的调节者：免疫系统需在有效抗病原体与避免自身免疫及慢性炎症之间维持精密平衡，该调控网络涉及信号通路、翻译后修饰及蛋白降解机制。尽管激酶、磷酸酶和泛素-蛋白酶体系统研究广泛，钙蛋白酶的作用尚未被充分阐述。初始和记忆T细胞在无抗原刺激时须维持静息状态，以避免不当激活并保存能量；该状态失调可导致高反应性（参与自身免疫）或低反应性（导致免疫缺陷）。钙蛋白酶可能通过选择性切割关键信号与代谢蛋白，在维持此静止状态中发挥核心作用。重新评估表明，基础钙蛋白酶活性有助于静息人T细胞的信号能力并支持后续活化与增殖；此外，钙蛋白酶可通过内在途径将Bax加工为18 kDa促凋亡片段（不依赖Bcl-2与caspase），并与caspase-3形成反馈激活环。据此提出假设：钙蛋白酶通过控制TCR、共刺激分子及信号第二信使的蛋白水解修饰，作为防止不当免疫激活并维持自身耐受的分子检查点。ZAP-70在抗原刺激后的钙蛋白酶降解、calpastatin敲除小鼠中IκB切割增强与NF-κB核转位增加，均支持这一观点。
1.1.5 本综述旨在定位钙蛋白酶为淋巴细胞生物学的关键调节蛋白酶，明确其维持免疫静止与防止自身免疫性活化的机制，评估钙蛋白酶失调与自身免疫及慢性炎症的关系，并探讨靶向钙蛋白酶的治疗可行性。方法学遵循PRISMA 2020指南，采用“(calpain OR calpains) AND (immune tolerance OR immune quiescence OR autoimmunity OR T-cell activation OR inflammation)”检索策略，纳入1990年至2026年英文同行评议文献，排除综述及缺乏机制证据者。经EndNote去重后，独立筛选题目/摘要与全文；基于Joanna Briggs Institute（JBI）工具进行定性质量评估，偏倚风险分为低、中、高。因研究异质性大，采用叙述性主题综合，围绕三个核心领域展开：淋巴细胞静止中的钙蛋白酶、免疫自身耐受中的钙蛋白酶、以及自身免疫与炎症性疾病中钙蛋白酶失调及其治疗性靶向。检索共获得281篇记录，去除133篇重复后筛选148篇，排除23篇不符合标准者，最终纳入125项研究，涵盖动物模型、体外实验、人体样本及结构调控机制研究；TCR信号通路与ZAP-70蛋白水解、calpastatin调节、以及自身免疫病模型（尤其系统性红斑狼疮、类风湿关节炎和多发性硬化）为主要发现。
2 淋巴细胞静止中的钙蛋白酶：淋巴细胞静止是一种代谢和转录活性极低但对刺激保持应答的可调控状态，由转录抑制、染色质重塑及代谢限制共同维持。钙蛋白酶是防止无病原体刺激时不恰当激活的重要因素，但其具体机制仍在阐明中。
2.2 作为静止淋巴细胞的检查点：在细胞周期调节方面，成纤维细胞和肿瘤细胞模型显示钙蛋白酶通过调节Cyclin D1稳定性影响G1/S转换；钙依赖性钙蛋白酶激活可诱导c-Myc切割，但这些在维持淋巴细胞静息中的直接证据仍有限。在TCR信号调节方面，钙蛋白酶通过降解ZAP-70限制持续TCR信号；calpain-2与膜脂筏结合后切割talin等细胞骨架底物。在炎症基因表达抑制方面，纯化的calpain-1与calpain-2可以Ca
2+依赖性、calpastatin可抑制的方式切割NF-κB的p65/RelA亚基，消除其DNA结合功能；另有研究提示calpain-2参与TNF-α介导的IκBα非蛋白酶体途径降解。在代谢限制方面，静息淋巴细胞依赖线粒体氧化磷酸化且生物合成有限，钙蛋白酶通过调节中心代谢调节因子帮助维持这种代谢约束。
2.3-2.5 钙蛋白酶失调与亚群特异性：过度的钙蛋白酶活性可通过切割common γ-chain（γc）削弱IL-2/STAT5介导的T细胞应答；在自身免疫环境中，钙蛋白酶活性改变可放大炎症信号并加速慢性炎症进程。在调节性T细胞（Treg）中，calpain-2通过Foxp3下游机制调节抑制功能：Foxp3抑制内质网钙通道RyR2，降低胞质Ca
2+以抑制calpain-2，从而维持Treg与树突状细胞间高亲和力的LFA-1相互作用，提示calpain-2充当Treg抑制能力的“变阻器”。目前尚无研究将钙蛋白酶与滤泡辅助性T细胞分化或生发中心功能直接联系，但基于Tfh分化依赖TCR与共刺激信号整合，其参与在生物学上具有合理性但仍属假说。
3 免疫自身耐受中的钙蛋白酶：自身耐受依赖中枢（胸腺、骨髓）与外周机制共同区分自体与外源物质并避免有害自身免疫反应，其破坏可导致系统性红斑狼疮（SLE）、多发性硬化（MS）和类风湿关节炎（RA）。尽管Treg、PD-1、CTLA-4及细胞因子抑制已被深入研究，钙蛋白酶仍可能通过调节T细胞活化阈值、细胞因子信号及炎症效应应答影响耐受相关通路。
3.2 免疫检查点调节：calpain-1活性增加与儿童B前体急性淋巴细胞白血病（ALL）母细胞凋亡减少相关。在肿瘤细胞中，钙-钙蛋白酶信号通过Beclin-1切割稳定PD-L1。CTLA-4稳态主要位于细胞内，经历持续的网格蛋白依赖性内吞与再循环；calpain-2对LFA-1黏附周转的调节提示钙蛋白酶依赖的细胞骨架与囊泡转运过程可能影响免疫突触处CTLA-4的可用性。此外，随衰老人T淋巴细胞（尤其CD8+细胞）中calpain-calpastatin系统（CCS）表达与活性下降，与增殖和细胞因子应答受损相关；calpain与calpastatin比率的变化可能比固有表达水平更具病理意义，并与免疫耗竭特征相关。
3.3 自身免疫病中的钙蛋白酶：在SLE中，中性粒细胞钙蛋白酶通过核膜重塑、细胞骨架重组及染色质去凝聚参与中性粒细胞胞外陷阱（NETosis）；T细胞中CD3ζ链表达降低与caspase-3介导的降解相关，促使细胞通过FcRγ-Syk通路产生高细胞因子应答，导致高反应性表型并促进耐受丧失。在MS中，患者外周血单个核细胞（PBMCs）及病灶中钙蛋白酶活性增加，与Th1细胞因子谱相关；calpain-2在CNS中导致髓鞘碱性蛋白（MBP）裂解及轴突损伤，钙蛋白酶抑制在EAE模型中减轻神经炎症但尚未在MS患者中确立临床获益。在RA中，巨噬细胞钙蛋白酶增强NF-κB信号并分泌TNF-α与IL-1β；NLRP3炎症小体促进caspase-1依赖的IL-1β加工。人滑膜组织研究显示RA与骨关节炎中钙蛋白酶活性均升高，但组间差异无统计学意义。在炎症性肠病（IBD）中，肠上皮细胞钙蛋白酶介导的连接蛋白裂解与白细胞跨上皮迁移及细菌易位相关。
3.4 钙蛋白酶作为免疫调节性蛋白酶控制TCR活化、检查点平衡与炎症信号，通过防止自体反应性免疫活化同时实现对病原体的应答，发挥检查点功能。钙蛋白酶对PD-1与CTLA-4的蛋白水解调控提示新的治疗机会；靶向钙蛋白酶可能恢复SLE、MS与RA等疾病的免疫耐受。
4 钙蛋白酶失调与治疗性靶向：免疫稳态依赖精细的胞内信号网络，钙蛋白酶失调可导致必需免疫蛋白的过度或不足蛋白水解，破坏自身耐受并促进慢性炎症。T细胞模型中ZAP-70与common γc的切割限制TCR诱导的信号与增殖；相反，钙蛋白酶活性降低亦可阻碍T细胞priming。人类遗传学证据显示CAPN5功能获得突变导致常染色体显性新生血管性炎症性玻璃体视网膜病变（ADNIV），CAPN3突变导致calpainopathy（LGMDR1），CAPN1突变导致遗传性痉挛性截瘫76型（SPG76），CAPN2罕见突变与先天性左心发育不良综合征风险增加相关。
4.2 治疗策略：药理学抑制在动物模型中显示潜力，如E-64-d在关节炎模型中减少临床关节炎，CYLA在EAE中减轻脱髓鞘与轴突损伤；但迄今尚无自身免疫病的人体临床试验，且面临同工型选择性差、脱靶效应及药代动力学缺陷等挑战。基因编辑策略包括Capns1或CAPN1敲除以抑制巨噬细胞极化及IL-1β分泌，RNA干扰或CRISPR-Cas9介导的CAPN1删除减少晶体诱导的IL-1β成熟，但仍处理论阶段。生物标志物方面，系统性硬化症（SSc）血清钙蛋白酶活性、RA滑膜钙蛋白酶活性及MS病灶中钙蛋白酶表达增加被研究作为疾病活动度候选指标；在成人T细胞白血病/淋巴瘤（ATL）中，钙蛋白酶-2表达降低与α-II-spectrin积累相关，恢复calpain-2功能可诱导ATL细胞死亡。
4.3 未来方向：鉴于钙蛋白酶的广泛表达，未来应聚焦同工型选择性及细胞类型/组织靶向递送，例如抗体/配体偶联纳米颗粒或利用calpastatin进行精细调节。alicapstat作为calpain 1/2选择性抑制剂已在阿尔茨海默病I期研究中评估，但免疫疾病的疗效数据尚缺。这些策略将钙蛋白酶重新定位为免疫活化的分子稳态调节者。
5 讨论与结论：本综述强调钙蛋白酶在维持淋巴细胞静止、建立免疫耐受及导致自身免疫炎症中的三重作用。钙蛋白酶失调与自体反应性淋巴细胞调控机制破坏相关，药理学调节在多种动物模型中显示获益。然而，纳入研究设计异质性大，且仅纳入英文文献，限制了meta分析的实施。钙蛋白酶靶向治疗代表一种新颖但有前景的免疫调节方法，未来需在特异性递送与毒性最小化方面取得突破，以推动临床转化。
