《Glial Health Research》：Programmed cell death pathways in human microglia: modeling and therapeutic targeting
程序性细胞死亡（Programmed Cell Death, PCD)是中枢神经系统(CNS)正常神经发育所必需的，但PCD通路的激活也与阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)、帕金森病(Parkinson's disease, PD)、多发性硬化(Multiple Sclerosis, MS)和肌萎缩侧索硬化(Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS)等神经退行性疾病的发病机制相关。先天免疫学背景下PCD研究的深入揭示，焦亡(Pyoptosis)、坏死性凋亡(Necroptosis)和铁死亡(Ferroptosis)等裂解性细胞死亡形式可促进无菌性炎症。本综述回顾小胶质细胞（中枢神经系统驻留的先天免疫细胞）中PCD的分子机制，重点关注目前对人小胶质细胞体外和体内PCD通路的理解，以及调节小胶质细胞PCD通路以治疗神经退行性疾病的策略。研究人员最后强调当前转化研究中的空白，如小胶质细胞PCD活性的生物标志物、PCD通路中啮齿类与人类的差异，并指出未来可能的方向，包括利用人脑类器官和将人小胶质细胞移植到小鼠脑中的嵌合模型。
**1. 引言**
小胶质细胞是中枢神经系统(CNS)的驻留先天免疫细胞，通过调节神经炎症环境维持组织稳态并应对病理性刺激。其功能涵盖增殖、运动、吞噬和细胞因子分泌，在CNS健康和疾病中发挥关键作用(Gao et al., 2023)。小胶质细胞参与阿尔茨海默病(AD)和帕金森病(PD)等神经退行性疾病的发病机制，许多风险基因在这些细胞中强烈或特异性表达(Bellenguez et al., 2022; Wightman et al., 2021; Sudwarts and Thinakaran, 2023)。因此，小胶质细胞已成为CNS药物发现的关键靶点。重要的是，炎症性程序性细胞死亡(PCD)通路（包括焦亡、坏死性凋亡和铁死亡）的许多核心分子组分在人脑中主要由小胶质细胞表达(Wu et al., 2022; Cai et al., 2024; Ryan et al., 2022)。与凋亡(Apoptosis)诱导的免疫学静默、细胞干净地起泡形成凋亡小体并被吞噬细胞清除不同，炎症性PCD通路主动诱导裂解，将细胞内容物释放到周围组织环境中。这些内容物可包括促炎细胞因子如白细胞介素(IL)-1β和IL-18（焦亡情况下），以及损伤相关分子模式(DAMPs)如细胞器组分或DNA，从而警示周围细胞应对病理挑战。PCD触发的炎症反应可能驱动或促进慢性神经退行性疾病中的持续神经元损伤，且在人类CNS中已发现发生焦亡、坏死性凋亡和铁死亡的小胶质细胞(Moonen et al., 2022; Zelic et al., 2021; Liddell et al., 2026)。调节PCD通路在神经退行性疾病的临床前小鼠模型中显示出良好效果，靶向PCD通路组分的治疗候选药物现正处于临床开发阶段。然而，目前关于小胶质细胞PCD通路作用的知识多基于动物模型（尤其是小鼠）的数据。近期转录组学和蛋白质组学数据突显了人类与小鼠小胶质细胞在细胞水平上的差异(Zhou et al., 2020; Sabogal-Guáqueta et al., 2023; Lloyd et al., 2024)，表明需要建立人类小胶质细胞PCD激活和调节的模型。
**2. 人小胶质细胞中的PCD通路：证据与治疗策略**
**2.1 焦亡**
**2.1.1 诱导与关键机制**
焦亡最初被鉴定为巨噬细胞感染福氏志贺菌(Shigella flexneri)时的裂解性自我破坏机制(Zychlinsky et al., 1992)。后续研究将其与caspase-1（当时称为IL-1β转化酶，ICE）的激活联系起来，后者通过直接结合志贺菌侵袭质粒抗原被激活，诱导IL-1β前体切割为其活性形式(Zychlinsky et al., 1992; Chen et al., 1996)。然而，后续研究提供了caspase-1非依赖性焦亡的证据(Broz et al., 2012)。Gasdermin D (GSDMD)作为成孔蛋白Gasdermin家族成员，被鉴定为炎症小体(Inflammasome)激活期间被炎症性caspases切割后焦亡的最终执行者(Shi et al., 2015; He et al., 2015)。炎症小体是在检测到微生物组分（病原相关分子模式，PAMPs）或宿主来源的应激信号（DAMPs）后于细胞质中组装的多蛋白复合物。先天免疫细胞在细胞表面表达多种模式识别受体(PRRs)，如Toll样受体(TLRs)，以及在胞质中表达炎症小体传感器以检测PAMPs和DAMPs。Nucleotide-binding domain, leucine-rich–containing family, pyrin domain–containing-3 (NLRP3)主要在髓系细胞如单核细胞、巨噬细胞、外周中性粒细胞以及脑内小胶质细胞中表达，是研究较为深入的炎症小体蛋白之一。NLRP3可识别多种刺激，包括细菌组分、线粒体损伤、结晶颗粒、错误折叠蛋白和K
+外流(Liston and Masters, 2017; Swanson et al., 2019; Broz and Dixit, 2016)。经典炎症小体激活过程中，激活的传感器蛋白寡聚化并与接头蛋白凋亡相关斑点样蛋白(Apoptosis-associated Speck-like Protein Containing CARD, ASC)形成炎症小体，进而招募并诱导pro-caspase-1的自蛋白水解切割。切割后的caspase-1切割IL-1β、IL-18的前体以及GSDMD。非经典炎症小体激活中，pro-caspase-4或pro-caspase-5（小鼠caspase-11的人源同源物）通过鸟苷酸结合蛋白直接与脂多糖(LPS)相互作用。激活的人源caspase-4/5和小鼠caspase-11可切割GSDMD，导致离子通过GSDMD孔道流动，进而进一步激活经典炎症小体并诱导更多caspase-1激活，通过GSDMD切割增强焦亡(Shi et al., 2014; Kayagaki et al., 2015; Chukai et al., 2022; Lee et al., 2024)。
当Gasdermins被caspase切割激活后，它们形成大的质膜孔道。Gasdermin蛋白由活性N端结构域和自抑制C端结构域通过连接区连接。连接区被切割后，N端片段释放并整合入质膜或其他膜结构，形成跨膜孔道。离子和水可通过孔道进入细胞，破坏膜电化学梯度，导致膜通透化和细胞肿胀。代谢物、核酸和蛋白质也可被排出，作为邻近细胞的DAMPs。即使不完全裂解，IL-1β和IL-18的成熟形式也可通过孔道释放(Kayagaki et al., 2021)。结构研究表明GSDMD孔道带负电荷，可选择性释放特定细胞因子。IL-1β和IL-18的前体比其成熟形式带更多正电荷，从而产生对成熟形式的选择性(Xia et al., 2021)。在大多数经典炎症小体激活情境中（如高剂量尼日利亚菌素），GSDMD孔道形成最终导致完全质膜破裂和焦亡。裂解最初被认为是GSDMD孔道介导的离子和水内流导致的被动过程，直至NINJ1 (Ninjurin-1)介导的主动膜破裂被发现(Kayagaki et al., 2021)。NINJ1诱导裂解的精确机制尚未完全阐明，但这种小型细胞表面蛋白可能感知质膜张力和流动性变化等通用信号(Kayagaki et al., 2021; Dondelinger et al., 2023; Zhu et al., 2025)。其激活导致寡聚化和丝状结构形成，触发裂解(Degen et al., 2023)。GSDMD和钙依赖性的丝状伪足也存在于质膜上，在细胞破裂前数分钟出现。这种焦亡性丝状伪足冠被树突状细胞的F-actin受体识别，从而激活适应性免疫应答(Holley et al., 2024)。
**2.1.2 人类CNS和小胶质细胞在疾病中焦亡的证据**
小胶质细胞炎症小体激活和焦亡可能驱动多种神经系统疾病中的促炎先天免疫应答，但在动物模型或人类的死后组织中检测炎症小体激活和小胶质细胞焦亡的标志物较为困难。与急性CNS损伤不同，慢性神经退行性疾病中的炎症小体激活可能是非同步的，使得在特定时间点检测焦亡细胞变得具有挑战性。此外，酶切割产物通常寿命较短，且识别切割与全长蛋白标志物的免疫测定选择性有限，主要依赖蛋白质印迹分析，进一步降低了检测灵敏度。尽管如此，AD患者海马和颞叶皮层的小胶质细胞表达更高水平的焦亡相关蛋白如NLRP3、ASC、切割型GSDMD和caspase-1(Moonen et al., 2022)；PD患者黑质的小胶质细胞表达更高水平的NLRP3和ASC(Gordon et al., 2018)。复发缓解型和进展型MS患者白质病变中的小胶质细胞和少突胶质细胞也上调了焦亡相关基因和蛋白(McKenzie et al., 2018; Pollock et al., 2024)。ALS患者的组织病理学检查显示，运动皮层和周围中央前回白质的小胶质细胞特异性高表达焦亡相关蛋白，且与神经元密度降低相关(Van Schoor et al., 2022)。然而，这些证据仅表明与炎症小体蛋白表达相关的微环境启动，并不能确证炎症小体激活和焦亡。检测切割蛋白产物如切割型caspase-1、切割型GSDMD、成熟IL-1β和IL-18可为炎症小体激活提供更强证据。
**2.1.3 调节小胶质细胞焦亡的治疗策略**
目前在中枢神经系统中抑制焦亡的治疗策略主要靶向NLRP3、ASC寡聚化、caspase-1活性或GSDMD孔道形成，在临床前啮齿类模型中显示积极结果，但其在人小胶质细胞或复杂人类模型系统中的有效性证据有限。
**2.1.3.1 NLRP3抑制**
学术界和工业界研究人员已鉴定出多种NLRP3小分子抑制剂。MCC-950/CRID3/CP-456773是在刺激单核细胞IL-1β释放的表型筛选中鉴定的(Coll et al., 2015)。凭借其高效力和特异性，MCC-950是体外和体内研究（包括神经退行性和神经炎症领域）中应用最广泛的NLRP3抑制剂，但其脑部渗透效率低下限制了体内研究关于外周与中枢NLRP3抑制效应的结论。MCC-950也被用作原型开发第二代具有改进效力、安全性和脑渗透性的抑制剂。除MCC-950类似物外，还描述了多种其他化学类别的NLRP3抑制剂(Li et al., 2023)。大多数（包括MCC-950）通过阻断NLRP3 ATP酶活性发挥作用(Ma, 2023)，抑制NLRP3炎症小体组装和下游激活。这是通过结合NLRP3的NACHT结构域以稳定其非活性形式实现的(McBride et al., 2022)，但不同化合物在此结构域内的确切结合位点可能存在差异(Wilhelmsen et al., 2025)。
**2.1.3.2 ASC抑制**
ASC寡聚化诱导pro-caspase-1切割，螺旋状ASC炎症小体复合物也在裂解后由小鼠小胶质细胞分泌，可能作为先天免疫细胞之间的炎症信号形式(Franklin et al., 2014)，并可促进淀粉样蛋白-β(Aβ)寡聚化和聚集(Venegas et al., 2017; Friker et al., 2020)。MM01和lonidamine等小分子通过结合CARD结构域抑制ASC寡聚化，阻断ASC依赖性炎症小体和焦亡激活(Soriano-Teruel et al., 2021; Chen et al., 2022a)。MM01对ASC寡聚化的抑制减少了分化THP-1细胞的焦亡，但尚未证明对人小胶质细胞焦亡的影响。靶向ASC的单克隆抗体可减少MS小鼠模型的焦亡和小胶质细胞增生(Desu et al., 2020; Basco, 2023)，但结合胞外空间预先寡聚化ASC斑点的抗体可能诱导调理作用，增加髓系细胞摄取，从而传播焦亡信号(Bertheloot et al., 2022)。靶向ASC的纳米抗体可在不损害焦亡前细胞因子产生的情况下，通过GSDMD孔道进入细胞，在细胞释放前抑制ASC寡聚化(Bertheloot et al., 2022)。该方法减轻了关节炎和痛风小鼠模型的炎症和症状，但尚未在啮齿类CNS模型或人小胶质细胞中测试。
**2.1.3.3 Caspase-1抑制**
Caspase-1是参与多种炎症性细胞死亡的炎症性caspase家族成员。尽管caspase-1激活尚未完全阐明，近期证据表明炎症小体复合物内caspase-1单体的邻近诱导二聚化启动激活步骤(Ross et al., 2022)。二聚体随后自加工释放活性caspase-1 p33/p10，切割IL-1β等底物(Makoni and Nichols, 2021)。首批caspase-1抑制剂是与酶活性位点形成可逆或不可逆共价键的肽类和肽模拟物，但存在靶点选择性差、效力低、不稳定性和毒性等缺点。该组中VX-740和VX-765已进入临床试验，但因肝肾毒性而终止开发(Dhani et al., 2021)。变构抑制剂结合pro-caspase-1并将其锁定在非活性构象(H?cker et al., 2011)，可实现高特异性并避免活性位点靶向的缺陷，但此类分子的设计和优化尚不深入。VX-765可减少尼日利亚菌素或ATP诱导的原代胎儿人小胶质细胞焦亡(McKenzie et al., 2018)。多项研究使用Z-YVAD-FMK（一种细胞膜渗透性泛caspase抑制剂）研究caspase抑制对焦亡的影响。广泛的caspase阻断不仅抑制焦亡，也抑制凋亡，并可能通过解除caspase-8依赖性RIPK1的抑制，将细胞死亡通路转向坏死性凋亡，如原代大鼠小胶质细胞中所示(Fricker et al., 2013)。
**2.1.3.4 GSDMD抑制**
多种FDA批准药物如富马酸二甲酯（MS适应症）和双硫仑（酒精成瘾适应症）作为GSDMD抑制剂，通过在寡聚化界面III共价修饰Cys-191阻止孔道形成，在人THP-1细胞中已证实(Humphries et al., 2020; Hu et al., 2020; Jiang et al., 2024)。选择性GSDMD小分子抑制剂的鉴定具有挑战性(Adams, 2021)，但近期靶向N端寡聚化界面I的化合物显示可降低IL-1β水平，在临床前小鼠模型中缓解脓毒症和抑制肿瘤生长(Hu et al., 2024)。结合N端球状边缘的纳米抗体也可抑制GSDMD寡聚化和孔道形成，实现高度特异性GSDMD抑制(Kopp et al., 2023)。
**2.2 坏死性凋亡**
**2.2.1 诱导与关键机制**
坏死性凋亡是一种caspase非依赖性的PCD通路，被认为是免疫学"嘈杂"的，因为与凋亡中细胞隔离性起泡和核碎裂不同，它导致质膜破裂和细胞内容物释放(Lin and Padilla, 2017)。其形态学效应类似坏死，故名称相似。坏死性凋亡可由多种机制诱导，包括TLR信号、干扰素和病毒感染(Vanden Berghe et al., 2014)，但研究最充分的机制 Nina 机制是肿瘤坏死因子(TNF)-α激活并三聚化TNF受体1(TNFR1)。TNFR1募集TNFR1相关死亡域蛋白(TRADD)、Fas相关死亡域蛋白(FADD)和受体相互作用丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1(RIPK1)形成复合体I(Micheau and Tschopp, 2003)。在caspase-8存在时，复合体I从TNFR1解离驱动形成复合体IIa（包含caspase-8和TRADD，可能不依赖RIPK1）或复合体IIb（包含RIPK1但缺乏TRADD）。任一包含caspase-8的复合体形成均导致凋亡。caspase-8的缺乏允许坏死小体(Necrosome)的磷酸化驱动形成，该复合体包含RIPK1、RIPK3和MLKL。RIPK1磷酸化RIPK3，后者进而磷酸化MLKL（所有坏死性凋亡通路的共同下游效应器）(Sun et al., 2012; Wu et al., 2013)。磷酸化MLKL(pMLKL)发生构象变化，释放其N端四螺旋束(4HB)结构域，使单个MLKL分子得以寡聚化。这些MLKL寡聚体创建膜孔道，导致Ca
2+和Na
+的非受控内流和DAMPs释放，最终引起细胞肿胀和破裂(Gong et al., 2017)。该过程被ESCRT（内体分选复合物，Endosomal Sorting Complexes Required for Transport）-III拮抗，后者是被MLKL寡聚体破坏的膜斑块的囊泡运输蛋白，通过脱落质膜气泡维持细胞存活，尽管坏死小体已激活。RIPK1和寡聚化的MLKL N端均影响转录，增加NF-κB和多种促炎细胞因子的表达，因此ESCRT-III的作用可能是延长经历坏死性凋亡的免疫细胞（如小胶质细胞）的细胞因子释放和抗原呈递窗口(Gong et al., 2017; Lu et al., 2023)。
**2.2.2 人类CNS和小胶质细胞在疾病中坏死性凋亡的证据**
多种人类神经系统疾病中存在坏死性凋亡标志物，但小胶质细胞坏死性凋亡的作用目前尚不清楚。AD患者脑切片海马中RIPK1和pMLKL水平显著升高，28%的pMLKL定位于小胶质细胞。RIPK1转录水平与脑重量呈显著负相关，且RIPK1和MLKL与Braak分期相关，但与Aβ负荷无关(Caccamo et al., 2017)。然而，三项更新的组织病理学研究未能在小胶质细胞中发现RIPK1或pMLKL证据(Koper et al., 2019; Jayaraman et al., 2021; Salvadores et al., 2022)。坏死性凋亡标志物反而在海马神经元中富集，pMLKL
+神经元密度与抗原呈递小胶质细胞密度强相关，提示适应性神经炎症过程驱动AD中的坏死性凋亡性神经元变性(Jayaraman et al., 2021)。类似地，暴露于Aβ寡聚体的小鼠小胶质细胞条件培养基足以诱导神经元培养物的坏死性凋亡(Salvadores et al., 2022)。
坏死性凋亡在MS中也起关键作用，RIPK1和MLKL在脱髓鞘病变的小胶质细胞以及星形胶质细胞和少突胶质细胞中积累(Zelic et al., 2021; Ofengeim et al., 2015; Lloyd et al., 2019)。活动性病变中发现MLKL
+小胶质细胞群体，提示成功髓鞘再生需要小胶质细胞坏死性凋亡和再增殖(Lloyd et al., 2019)。RIPK1和MLKL在进展型MS中尤为丰富(Zelic et al., 2021)。与caspase-8表达水平低、易受RIPK1诱导坏死性凋亡的少突胶质细胞不同，小胶质细胞高表达caspase-8，小胶质细胞RIPK1增加也可能驱动caspase-8依赖性凋亡以及坏死性凋亡(Zelic et al., 2021; Ofengeim et al., 2015)。人类死后组织中活动性髓鞘再生MS病变特征为密集表达坏死性凋亡和增殖标志物的小胶质细胞群体。这种周转提示小胶质细胞从促炎状态向促再生状态转变，这是髓鞘再生所必需的(Mahmood and Miron, 2022)。具体而言，RIPK3
+CD68
+和MLKL
+CD68
+细胞在活动性MS病变中显著多于对照组(Lloyd et al., 2019)。
ALS患者中，RIPK1表达水平被显示驱动脊髓小胶质细胞中RIPK3和MLKL磷酸化(Ito et al., 2016)，导致神经炎症和脱髓鞘，尽管另一研究显示脊髓前角运动神经元的坏死性凋亡(Chevin et al., 2020)。然而，在ALS的SOD1小鼠模型中敲除MLKL(Wang et al., 2019)或RIPK3(Dermentzaki et al., 2019)对神经炎症或疾病进展无影响，突显需要更好的工具和模型来区分RIPK1在人类CNS神经炎症和坏死性凋亡中的作用。类似地，坏死性凋亡可能促进PD疾病模型中的炎症和细胞死亡(Iannielli et al., 2018; Liu et al., 2021)，但缺乏人类PD患者和人小胶质细胞的数据。
**2.2.3 调节小胶质细胞坏死性凋亡的治疗策略**
大多数为抑制CNS坏死性凋亡而开发的小分子化合物靶向RIPK1，尽管也鉴定出几种RIPK3抑制剂。两者均为丝氨酸-苏氨酸激酶，因此有前景的分子靶向ATP结合位点（激酶活化中心后的疏水口袋）或激酶的变构疏水后口袋(Gardner et al., 2023)。约10种RIPK1抑制剂已进入临床试验，但迄今尚无成功用于CNS适应证的案例。SAR443060作为一种可逆性RIPK1抑制剂，最初在健康志愿者以及AD和ALS患者中显示有希望的结果，I/Ib期试验中显示外周靶点结合（以pRIPK1水平衡量）和低毒性(Vissers et al., 2022)。由于临床前剂量限制性毒性(Vissers et al., 2022)，备选分子SAR443820（DNL-788/oditrasertib）被选择用于MS患者(NCT05630547)和ALS患者(NCT05237284)的II期试验，但两项试验均于2024年因未能达到主要和关键次要终点而终止(Manalac, 2024)。CNS渗透性RIPK1抑制剂SIR-2446(Sun et al., 2024)和SIR-9900(Gonen et al., 2025)已在I期试验中测试。另一有吸引力的靶点是坏死性凋亡的终末执行者MLKL，但MLKL抑制剂的开发面临毒性、脱靶效应以及低溶解度和效力等重大挑战(Ma et al., 2016; Dai et al., 2025)。此外，MLKL功能丧失性突变在纯合状态时诱导罕见的神经退行性谱系障碍(Faergeman et al., 2020)，杂合时赋予AD易感性(Wang et al., 2018)，因此MLKL的作用显然超出了通过诱导坏死性凋亡促进神经退行性疾病的范畴。
**2.3 铁死亡**
**2.3.1 关键机制与CNS疾病中的铁积累**
铁死亡是一种坏死性、铁依赖性的细胞死亡形式(Dixon et al., 2012)，受多重细胞通路调节，包括氧化还原稳态、铁代谢和脂质过氧化(Jiang et al., 2021)。与由成孔蛋白介导的焦亡和坏死性凋亡不同，铁死亡的显著标志是质膜中过度的脂质过氧化和随后的裂解(Wiernicki et al., 2020)。核心事件是由于谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)的丢失或抑制导致的脂质过氧化物铁依赖性积累，GPX4是一种利用谷胱甘肽的脂质氢过氧化物酶，催化脂质过氧化物还原为相应醇类。有趣的是，gpx4敲除小鼠的皮层和海马区域发生神经元丢失(Seiler et al., 2008; Yoo et al., 2012)。在人类CNS疾病背景下，GPX4在ALS患者死后脊髓组织以及MS患者灰质中耗竭(Wang et al., 2022; Hu et al., 2019)。铁死亡作为PCD的提出来相对较新，但铁水平升高和铁稳态紊乱早已被认识为神经退行性疾病的病理特征。例如，游离铁水平升高以及铁储存和转运蛋白水平改变与Aβ斑块和神经原纤维缠结（AD的核心病理标志）相关(Connor et al., 1992; Smith et al., 1997; Savelieff et al., 2013)。此外，磁共振成像(MRI)和组织学显示脑铁负荷与Aβ和tau播散相关，并可预测Aβ相关的认知衰退(Ayton et al., 2020; Ayton et al., 2017; van Duijn et al., 2017)。PD患者黑质中活性氧(ROS)、铁沉积和脂质过氧化物显著多于年龄匹配对照(Ma et al., 2021; Trist et al., 2019)。铁蛋白轻链基因(FTL)和PLA2G6的突变已在名为"伴脑组织铁沉积的神经退行性变"(Neurodegeneration with Brain Iron Accumulation)的一组罕见遗传性运动障碍中被鉴定(A. Schneider et al., 2013)。即使在健康个体中，纹状体铁积累也可预测衰老期间的皮层下神经元丢失和认知衰退(Daugherty et al., 2015)。因此，尽管铁作为氧化还原金属通常是氧运输和ATP合成所必需的，在CNS中还是髓鞘合成所必需的(Todorich et al., 2009)，过量的游离铁及其导致的氧化应激和脂质过氧化可能对神经组织特别有害。即便如此，脑铁过载与铁死亡之间的关系尚待建立，此类铁积累可能仅反映持续的脱髓鞘和神经退行性变。
**2.3.2 人类CNS和小胶质细胞在疾病中铁死亡的证据**
小胶质细胞可高效摄取铁(Bishop et al., 2011)，但AD患者Aβ斑块周围的营养不良小胶质细胞中已报告铁积累(Kenkhuis et al., 2021)。这些含铁细胞被显示高表达FTL，在Aβ和tau负荷高的患者中尤为丰富。MS患者中，慢性活动性病变以富含铁的巨噬细胞/小胶质细胞边缘为特征，在磁敏感加权成像中表现为"铁环病变"(Iron Rim Lesions, IRLs)(Gillen et al., 2018)。有趣的是，与非铁环病变相比，此类IRLs与更大的病变扩展、轴突损伤和疾病严重程度相关(Dal-Bianco et al., 2017; Dal-Bianco et al., 2021)。近期单核RNA测序(snRNA-Seq)研究系列突显了铁积累对MS患者小胶质细胞特征的影响。原发性和继发性进展型MS患者正常外观灰质中分离的小胶质细胞核以铁代谢基因如SLC25A37和ABCB6上调为特征(van der Poel et al., 2019)。在进展型MS患者脱髓鞘白质病变边缘观察到两个小胶质细胞亚群（称为"MS炎症小胶质细胞"或"MIMS"），其中之一（MIMS-iron）强烈表达FTL和FTH1等铁储存基因，与免疫组织化学揭示的FTL
+小胶质细胞存在一致(Absinta et al., 2021)。类似地，在继发性进展型MS患者中至少两个小胶质细胞核簇观察到铁稳态基因的差异表达，包括GPX4、铁转运蛋白基因(SLC11A1和SLC25A37)以及铁储存蛋白FTL和FTH1编码基因的升高表达(Proto et al., 2021)。这些研究共同表明，小胶质细胞对铁积累的异常反应可能促进MS进展，但由于MS患者和匹配对照数量较少，此类snRNA-Seq数据的外推需谨慎。
人小胶质细胞铁死亡及其对神经元健康的后续影响的功能性证据来自一个有趣的诱导多能干细胞(iPSC)来源的三培养模型系统，该模型由小胶质细胞、运动神经元和星形胶质细胞组成(Ryan et al., 2022)。单独暴露于铁或GPX4抑制剂RSL3导致最小程度的细胞死亡，而铁和RSL3联合应用则在早期时间点诱导小胶质细胞死亡，在较晚时间点诱导神经元死亡。有趣的是，星形胶质细胞不受铁和RSL3暴露影响。单细胞RNA测序(scRNA-Seq)结合伪批量分析揭示，暴露于铁和RSL3的小胶质细胞出现铁死亡相关特征(FAS)，以及其他通路如谷胱甘肽代谢和趋化因子信号通路的失调。重要的是，FAS小胶质细胞使神经元对铁死亡敏感，因为在缺乏小胶质细胞的星形胶质细胞-神经元共培养中，细胞死亡和脂质过氧化被减弱和延迟。为转化这些体外发现，研究人员通过snRNA-Seq确认了iPSC三培养系统中该铁死亡特征在PD和ALS患者小胶质细胞中的富集(Ryan et al., 2022)。相同特征和通路失调也在大量PD患者血液RNA-Seq数据中被检测到，提示血液样本可用于识别和分层最适合铁死亡调节治疗的PD患者。这项激动人心的研究表明，富铁小胶质细胞促进神经退行性变，且iPSC来源小胶质细胞对铁死亡的独特易感性与既往体外和体内观察到的小胶质细胞较其他神经细胞类型增强的铁摄取相一致。
铁死亡的免疫原性目前尚不清楚(Demuynck et al., 2021)。评估铁暴露组合炎症刺激（如干扰素(IFN)-γ和Aβ）对人iPSC来源小胶质细胞影响的研究显示，铁或IFN-γ刺激增加了游离铁水平(Kenkhuis et al., 2022)。尽管未测试铁与GPX4抑制剂联合以评估铁死亡，但研究人员发现单独铁处理在iPSC来源小胶质细胞中要么抑制（如TNF、IL-6）要么不影响(IL-1β)促炎细胞因子基因。相比之下，铁和RSL3联合处理增强了iPSC三培养中IL-8和IL-1β的分泌，尽管量较低（pg/ml级）(Ryan et al., 2022)。这些研究表明，至少在人类iPSC来源系统中，游离铁积累和GPX4活性丧失都是诱导小胶质细胞铁死亡所必需的，证实了这些模型在转录组学、蛋白质组学和功能水平上模拟人类小胶质细胞对外部刺激反应的能力。
**2.3.3 调节小胶质细胞铁死亡的治疗策略**
上述人iPSC系统的研究表明小胶质细胞铁死亡的诱导对神经元活力有害，但迄今尚无证据表明阻断小胶质细胞铁死亡会影响AD、PD和MS等疾病标志性病理。阻断小胶质细胞铁死亡还受到CNS铁死亡特异性敏感生物标志物缺乏的阻碍。血液中的铁死亡相关基因特征可能不完全反映CNS中的铁死亡，且可能难以转化到临床环境，而MS中脑铁水平变化或MRI检测的IRLs不一定等同于铁死亡本身的调节。
**2.3.3.1 自由基捕获抗氧化剂(RTA)**
基于细胞的铁死亡抑制高通量筛选发现了ferrostatin-1(Fer-1)(Dixon et al., 2012)和liproxstatin-1(Lip-1)(Friedmann Angeli et al., 2014)。尽管Fer-1通过Gpx4敲除在小鼠胚胎成纤维细胞中鉴定，Lip-1通过谷胱甘肽（GPX4辅底物）耗竭在人纤维肉瘤细胞中鉴定，但两者均可阻断人iPSC来源小胶质细胞暴露于铁和RSL3时的铁死亡(Ryan et al., 2022)。Fer-1和Lip-1均作为RTA发挥作用，通过捕获脂质衍生过氧自由基抑制脂质过氧化(Zilka et al., 2017; Shah et al., 2017)。尽管效力强大，两种分子均不稳定且溶解度有限，限制了其临床开发(Devisscher et al., 2018)。近期以Fer-1骨架(Devisscher et al., 2018)或吩噁嗪(Farmer et al., 2022)为起点优化RTA的努力已鉴定出药代动力学改善的衍生物，尽管脑渗透可能有限(Van Coillie et al., 2022)。尽管如此，其中一种化合物(UAMC-3203)在多种实验性自身免疫性脑脊髓炎模型中显示疗效(Van San et al., 2023; Jhelum et al., 2023)，可能归因于CNS病理部位血脑屏障通透性增加。另一种RTA，铜金属配合物Cu
II(ATSM)，最近被显示可预防分离小鼠小胶质细胞中RSL3诱导的脂质过氧化和细胞毒性，减少脊髓中铁死亡标志物丰度，并延长ALS的SOD1模型生存期(Liddell et al., 2026)。Cu
II(ATSM)还在一项涉及ALS患者的小型临床研究中降低了小胶质细胞增生标志物，但未改善同一研究中的运动神经元病理(Yang et al., 2023)。
**2.3.3.2 GPX4激活与ACSL4抑制**
鉴于GPX4作为铁死亡主调控因子的重要性，理论上增强其表达或活性的机制可对抗小胶质细胞铁死亡。利用基于结构的虚拟筛选方法鉴定了GPX4中的潜在变构位点以及随后的潜在变构GPX4激活剂，但这些化合物显示相对较弱的活性，最强化合物(1d4)仅在细胞提取物中61 μM时使GPX4活性增加50%(Li et al., 2019)。另一有前景的方法是GPX4过表达，通过鞘内病毒递送(Tu et al., 2023)或内源性GPX4启动子控制的人GPX4表达(Chen et al., 2021a)，改善突变人SOD1G93A ALS小鼠模型中的运动功能和神经元丢失。尽管小胶质细胞的病毒转导仍具挑战，但近期描述了可转导小鼠小胶质细胞的新型腺相关病毒(AAV)衣壳(Lin et al., 2022)。铁死亡的另一关键介质是酰基辅酶A合成酶长链家族成员4(ACSL4)，其催化含多不饱和脂肪酸(PUFA)磷脂的合成(Doll et al., 2017)。这些磷脂对氧化还原活性铁的过氧化特别敏感，因此ACSL4的消除或抑制可减少细胞铁死亡程度(Doll et al., 2017)。有趣的是，在Cas9表达永生化人小胶质细胞的CRISPR筛选中，ACSL4敲除阻断了铁和RSL3暴露后的小胶质细胞铁死亡(Ryan et al., 2022)。ACSL4的药理学可及性尚待确立，但这些研究为ACSL4作为人小胶质细胞与其他细胞类型共有的铁死亡调控因子提供了证据。
**2.3.3.3 新靶点与新方法**
上述CRISPR筛选中SEC24B敲除使小胶质细胞抵抗铁死亡，减少游离铁水平，降低脂质过氧化程度(Ryan et al., 2022)。SEC24B是COPII介导的从内质网到高尔基体蛋白质运输的调控因子(Ryan et al., 2022; Wendeler et al., 2007)。尽管SEC24B如何调节铁死亡尚不清楚，但有趣的是同一筛选中的其他COPII基因如KLHL12和HLA-F也是命中靶点(Ryan et al., 2022)。在人小胶质细胞的后续小分子筛选中，研究人员发现了靶向既往报道铁死亡调控因子（包括细胞色素p450氧化还原酶、p53和HIF-1α）的化合物(Ryan et al., 2022)。其他相关铁死亡调控因子包括载脂蛋白E，其通过激活PI3K/AKT通路和抑制铁储存蛋白铁蛋白的自噬降解，在N27多巴胺能细胞中有效阻断铁死亡(Belaidi et al., 2024)。Piezo1是一种富集于小胶质细胞的机械敏感性离子通道，被鉴定为在不同人源和啮齿类细胞系中响应膜脂质过氧化而激活的铁死亡效应器(Hirata et al., 2023)。然而，此方法需谨慎，因为小胶质细胞Piezo1通道最近被显示可通过增强小胶质细胞存活、吞噬作用和溶酶体活性促进Aβ感知和清除(Hu et al., 2023; J?ntti et al., 2022)。
**3. 研究空白**
尽管过去几十年在理解PCD通路的组成及其在稳态和疾病中的作用方面取得巨大进展，整个PCD领域以及CNS中PCD通路仍存在许多未解问题。以下从体外细胞建模、小胶质细胞功能和表型多样性、以及神经免疫药物发现和开发的角度，强调当前小胶质细胞PCD通路知识中的空白。
**3.1 死后组织分析的局限性**
尽管死后人脑组织对于验证细胞死亡过程的临床相关性仍不可或缺，但其在研究小胶质细胞死亡机制方面的效用受到若干限制。首先是时间分辨率问题；死后组织提供的是高度动态过程的静态快照。由于活跃细胞死亡通路的分子指标被快速清除，且垂死细胞本身被消除——抹去了该过程的短暂细胞特征——转录组学和蛋白质组学分析往往无法捕获活跃执行，通常仅能检测到上游启动事件。这一时间挑战因可变的死后延迟进一步加剧，后者可能降解敏感分子标志物。此外，小胶质细胞死亡通常在受限、高度局部化的细胞群体中异步发生。在批量组织匀浆中，细胞死亡事件的罕见性产生显著的稀释效应，可能掩盖独特的细胞信号，而组织学评估限于预先选择的小块脑区。最后，由于人体组织主要在终末期病理或长期终末疾病后采集，分子景观反映了慢性神经退行性变、系统性衰退和濒死伪影的复合混合。因此，从死后组织中分离小胶质细胞死亡的具体触发因素和动力学仍然具有挑战性，需要与动态实验模型进行仔细的交叉验证。
**3.2 细胞因子工厂与小胶质细胞死亡阈值**
GSDMD孔道可响应DAMPs诱导焦亡，但另一种结局是超激活(Hyperactivation)，涉及成熟IL-1β和IL-18的释放同时维持细胞活力。细胞因子释放与细胞裂解解偶联的机制尚不完全理解，但其提示精细调节的调控过程。轻度焦亡激活已被证明比较小鼠骨髓源性巨噬细胞(BMDMs)的强激活更能增加IL-1β分泌效率，表明促炎分泌与不可逆细胞死亡级联之间存在平衡(Xia et al., 2021)。一种理论认为超激活涉及亚阈值水平的GSDMD孔道形成，允许选择性细胞因子释放。尽管GSDMD孔道仍形成并允许部分内流（如用碘化丙啶等DNA结合小分子染料所示），但完全膜破裂得以避免。这可能发生在炎症小体激活适度时，使细胞保持活力并持续提供免疫调节功能(Broz, 2023; Chan and Schroder, 2020)。有限的GSDMD孔道形成可能反映caspase活性动力学（如中性粒细胞中延长的低水平caspase-1活性）。如前所述，细胞还拥有由ESCRT介导的主动膜修复通路等，可从质膜移除GSDMD孔道，从而延迟或阻止完全细胞破裂。因此，必须区分上游通路激活与确定性细胞死亡执行。炎症小体组装或Gasdermin切割的检测确证炎症小体通路活跃，但这些标志物并不意味着不可逆的细胞死亡承诺。只有当膜损伤永久性地压倒细胞代偿机制导致终末结构性裂解时，确定性细胞死亡才发生。
小胶质细胞也可显示NLRP3依赖性细胞因子释放而不发生焦亡。尼日利亚菌素等经典刺激可在体外多种细胞类型（包括小鼠小胶质细胞、巨噬细胞、人单核细胞和中性粒细胞）1小时内诱导NLRP3激活和随后的焦亡。相比之下，α-突触核蛋白和预形成Aβ纤维的NLRP3激活仅在数小时后发生。这种延迟可能反映这些蛋白的吞噬作用，且值得注意的是其发生不伴有可检测的细胞裂解(Gordon et al., 2018; Lu?iūnait? et al., 2020; Gaidt and Hornung, 2017)。在PD和AD等神经退行性疾病背景下，小胶质细胞对α-突触核蛋白或Aβ聚集体解偶联的IL-1β释放可能促进慢性神经炎症和病理，而不立即导致免疫细胞死亡，使其能够继续促进疾病进展。总之，尽管焦亡本质上是裂解性细胞死亡，但细胞精细调节Gasdermin活性并整合膜修复通路的能力允许从快速裂解性炎症到更受控、持续的细胞因子释放和慢性炎症的一系列结果。细胞因子释放与焦亡之间的平衡很大程度上取决于刺激和小胶质微环境，这阻碍了疾病相关小胶质细胞细胞因子释放和焦亡的体外建模。
**3.3 小胶质细胞PCD串扰与细胞死亡通路选择**
PCD通路并非孤立存在，而是可以重叠和代偿(Bertheloot et al., 2021)。例如，NLRP3炎症小体激活因子可在GSDMD缺陷的巨噬细胞中通过caspase-1诱导凋亡，后者激活caspase-3(Tsuchiya et al., 2019)。MLKL触发的质膜完整性丧失诱导K
+外流，进而激活NLRP3炎症小体，揭示了坏死性凋亡与焦亡之间的联系(Conos et al., 2017; Gutierrez et al., 2017)。铁代谢与焦亡之间的串扰证据也在增加。游离铁可在LPS预处理的单核细胞中激活NLRP3炎症小体并诱导IL-1β分泌，由ROS依赖性线粒体功能障碍和溶酶体膜通透性增加驱动(Nakamura et al., 2016)。在AD背景下，铁可增强Aβ诱导的永生化小鼠小胶质细胞NF-κB和IL-1β释放，该过程依赖caspase-1和ROS(Nnah et al., 2020)。铁和Aβ可能结合加速人类AD病理，可能通过小胶质细胞NLRP3炎症小体激活(Kenkhuis et al., 2021)。相反，脂质过氧化产物4-羟基壬烯醛(4-HNE)可阻断小鼠巨噬细胞和人PBMCs中的NLRP3炎症小体激活和焦亡(Hsu et al., 2022)。然而，游离铁和/或4-HNE的存在并不直接指向铁死亡，4-HNE也与激活NRF2和阻断NF-κB信号相关(Hsu et al., 2022)。此外，NINJ1最近被显示在小鼠BMDMs铁死亡期间触发质膜破裂和DAMPs释放(Ramos et al., 2024)。这些研究需扩展至人小胶质细胞，以确定CNS损伤和疾病期间先天免疫应答中PCD通路串扰和代偿的程度。
鉴于PCD通路之间的相互作用以及小胶质细胞的固有可塑性，目前尚不清楚多种PCD形式是否在同一小胶质细胞或同一时间点的不同群体中活跃，它们是否在同一脑区和/或同一CNS疾病中活跃，以及小胶质细胞PCD通路之间是否存在重叠或冗余。这些问题对CNS药物发现具有重要意义，因为可能需要靶向小胶质细胞（或其他细胞类型）中的不止一种PCD通路才能影响疾病进展。焦亡、凋亡和坏死性凋亡之间的串促催生了PANoptosis概念，该概念涉及所有三种通路的关键分子组分(Pandian and Kanneganti, 2022)。感染甲型流感病毒(IAV)的小鼠巨噬细胞经历以caspase-1、caspase-8和caspase-3激活以及MLKL磷酸化为特征的细胞死亡——PANoptosis的关键分子事件(Kuriakose et al., 2016)。ZBP1（一种先天免疫传感器）的消除可消除IAV感染巨噬细胞中的PANoptosis，提示其可能作为PANoptosis的分子节点(Kuriakose et al., 2016)。目前尚不清楚PANoptosis反映的是多种PCD通路的自分泌还是旁分泌激活，以及其在脑内无菌性炎症期间是否存在，但根据Human Protein Atlas的脑RNA-Seq数据，ZBP1在人小胶质细胞和脑组织中的表达似乎较低。因此，需要进一步工作以更好理解脑中特定PCD通路的疾病相关触发因素，以及小胶质细胞死亡的潜在决策点或调控因子。
**3.4 体外小胶质细胞PCD通路建模：向人类CNS转化**
神经退行性疾病是复杂的衰老相关多因素疾病，遗传和环境因素均可促进疾病风险和进展。在AD脑中的任何时间点，小胶质细胞可能需要对多种病理变化做出反应，包括但不限于细胞外Aβ聚集体积累、垂死神经元碎片以及突触和髓鞘损伤。因此在体外细胞模型中重现神经退行性疾病的病理谱系具有挑战性。尽管微生物PAMPs如LPS和尼日利亚菌素可有效快速激活NLRP3炎症小体并诱导焦亡，但其对于建模无菌性炎症期间小胶质细胞焦亡的相关性存疑。暴露小胶质细胞于特定构象的疾病相关致病蛋白如Aβ、tau和α-突触核蛋白可激活NLRP3炎症小体，导致IL-1β分泌(Liu et al., 2020; Ising et al., 2019; Pike et al., 2021)。例如，α-突触核蛋白纤维（而非单体）可诱导原代人小胶质细胞的NLRP3介导IL-1β释放(Pike et al., 2021)。有趣的是，尽管LPS预处理不是诱发此效应所必需的，但原代人小胶质细胞对α-突触核蛋白纤维的过夜暴露是诱导IL-1β分泌所必需的。因此，这种体外实验设计更好地反映了人小胶质细胞在体内对PD脑中α-突触核蛋白等疾病相关触发因素的长期暴露，即使体外蛋白浓度是超生理的(Emmanouilidou et al., 2011)。目前尚不清楚α-突触核蛋白等致病蛋白最终是否在人小胶质细胞中触发焦亡，鉴于α-突触核蛋白介导的NLRP3激活据称不会在小鼠小胶质细胞中触发焦亡(Gordon et al., 2018)，这需要进一步研究。对于体外小胶质细胞坏死性凋亡和铁死亡的建模，使用Smac模拟物和caspase抑制剂用于坏死性凋亡、GPX4抑制剂用于铁死亡等小分子通路激活剂可能有效，但它们不适合CNS疾病建模。必须鉴定和组合额外的CNS相关PCD通路触发因素，以改进体外PCD建模。DAMPs如核酸、高迁移率族蛋白B1(HMGB1)和S100蛋白（从垂死脑细胞释放）对小胶质细胞PCD激活的影响也应予探索(Bertheloot and Latz, 2017; Gaikwad et al., 2021; Weber et al., 2015; Frank et al., 2016)。
**3.5 物种和细胞类型差异：啮齿类vs人类，细胞系vs原代vs iPSC**
先天免疫相关PCD研究极大受益于易于培养的啮齿类（如RAW264.7和J774A.1）和人源（如THP-1）永生化细胞系的可用性，以解析分子组分和动力学。特定PCD基因敲除小鼠的培养原代BMDMs和脑小胶质细胞也证明极其宝贵。人单核细胞可从供者血液中分离并分化为单核细胞源性巨噬细胞(hMDMs)，而人iPSC来源小胶质细胞正越来越多地用于研究和建模与CNS先天免疫相关的PCD机制。所有这些细胞系统在来源、可获得性或基因工程可操作性方面都存在固有缺陷，且在PCD机制方面存在重要而复杂的差异。例如，LPS刺激单独可在人而非小鼠单核细胞中诱导焦亡非依赖性IL-1β分泌(Gaidt et al., 2016)，而LPS预处理对人单核细胞可能是NLRP3炎症小体激活所不需要的，这与hMDMs不同(Gritsenko et al., 2020)。THP-1细胞对高浓度单体α-突触核蛋白有反应，而人小胶质细胞在任何测试浓度下均未分泌IL-1β(Pike et al., 2021)。此外，人小胶质细胞α-突触核蛋白诱导的IL-1β释放不依赖caspase-1活性，这与原代小鼠小胶质细胞不同(Pike et al., 2021)。非人灵长类中，小胶质细胞与造血巨噬细胞在NLRP3驱动IL-1β分泌动力学及其对炎症性caspases的依赖性方面也存在差异(Burm et al., 2015)。NLRP3药理学抑制对THP-1细胞、原代人单核细胞、hMDMs和iPSC来源小胶质细胞中NLRC4通路激活也有不同影响(Clénet et al., 2023)。令人鼓舞的是，小胶质细胞被发现是小鼠和大鼠神经元、星形胶质细胞和小胶质细胞三培养中最易铁死亡的细胞类型(Liddell et al., 2026; Jiao et al., 2022)，与人iPSC三培养中的观察一致(Ryan et al., 2022)。然而，小胶质细胞铁死亡导致小鼠和人（非大鼠）三培养中非细胞自主性神经元死亡，尽管此类差异可能反映三培养模型中铁形式和细胞比例的不同。
PCD激活的敏感性或阈值在细胞系和类型间的差异可能源于PCD通路基因表达水平的固有效变异(Burm et al., 2015)。尽管iPSC来源小胶质细胞目前是人小胶质细胞最相关的体外模型之一，但应将体内人小胶质细胞与使用各种方案生成的iPSC来源小胶质细胞之间PCD组分的表达谱进行比较。这很重要，因为iPSC来源小胶质细胞在二维培养中更类似于胎儿小胶质细胞，而caspase-1、ASC、RIPK1、MLKL和GPX4等PCD组分在人类脑衰老或疾病期间的表达发生改变(Gordon et al., 2018; Heneka et al., 2012; Ofengeim et al., 2015; Hu et al., 2019; Thadathil et al., 2021)。此外，MLKL等蛋白结构和调控的进化分歧可能解释物种间PCD活性的差异(Tanzer et al., 2016; Davies et al., 2020)。因此，在提出假设之前，理解细胞系统之间的此类差异对于小胶质细胞PCD通路的建模和治疗靶向很重要。在进入临床前，在多种物种和细胞模型中测试治疗候选药物的活性也很重要。
**3.6 小胶质细胞特征与PCD激活和调节的CNS生物标志物**
人iPSC来源小胶质细胞、啮齿类CNS疾病模型和人患者组织的转录组学分析已揭示小胶质细胞中铁死亡和坏死性凋亡的特征(Ryan et al., 2022; Zelic et al., 2021; Proto et al., 2021)。更一般地，目前尚不清楚PCD特征是否在人和小鼠中描述的一种或多种情境依赖性小胶质细胞状态中捕获(Chen and Colonna, 2021; Paolicelli et al., 2022)。疾病相关小胶质细胞(DAM)是小鼠疾病模型scRNA-Seq研究中描述的一种小胶质细胞状态，以TREM2和APOE信号依赖性为特征，但其对人脑的相关性尚不确定(Paolicelli et al., 2022; Keren-Shaul et al., 2017)。AD的APP/PS1模型中DAM已鉴定出铁代谢特征，但体外铁处理的人iPSC来源小胶质细胞未产生特征性DAM基因特征(Kenkhuis et al., 2022; Keren-Shaul et al., 2017)。有趣的是，APP/PS1小鼠中RIPK1诱导的Cst7（DAM标志物）表达表明，RIPK1可能介导独立于其细胞死亡作用的DAM状态转变(Ofengeim et al., 2017)。鉴于小胶质细胞亚细胞状态表达谱的显著重叠，目前尚不清楚转录组水平的小胶质细胞异质性是否反映了这些亚群的离生物功能。细胞死亡是精确时间点的不可逆转变，因此PCD通路强信号可能无法从死后病变脑样本的转录组学"快照"中出现。
PCD靶向药物候选的临床成功转化将取决于信息性生物标志物的开发。基于NLRP3、ASC和RIPK1等靶点的方法目前正处于CNS疾病临床前或临床开发阶段(Venegas et al., 2017; Coll et al., 2022; Mifflin et al., 2020)。神经退行性疾病生物标志物的开发和验证近期取得令人鼓舞的进展，包括血浆和脑脊液中神经丝轻链的检测，但目前仍缺乏PCD状态和靶点结合的近端标志物。此外，目前血浆、脑脊液或组织中尚无 considered 特异于单一PCD通路的单一液体生物标志物。HMGB1是一种被动释放（细胞损伤后）或主动分泌（作为炎症信号分子）的DAMP(Chen et al., 2022b)。脑脊液中的HMGB1已被研究作为CNS细胞损伤和炎症的液体生物标志物(Mao et al., 2022; Ikram et al., 2022)，但难以厘清被动和主动HMGB1释放机制的相对贡献。
ASC斑点释放是焦亡的有前景生物标志物候选。然而，ASC蛋白水平的测量因免疫测定对不同形式ASC（如斑点、寡聚体和单体）的亲和力未知而受阻。替代方法是直接随机光学重建显微镜(dSTORM)测量AD和PD患者脑脊液中ASC斑点的数量、大小和形状(Lobanova et al., 2024)。其他研究考虑了AD患者脑脊液中GSDMD表达(Shen et al., 2021)以及PD患者血液中铁死亡相关非编码RNA水平(Liang et al., 2024)作为疾病进展和治疗效力的候选焦亡相关生物标志物。RIPK1在Ser-166位点的磷酸化已被确立为外周RIPK1靶点结合的体外标志物，血浆中某些促炎细胞因子和趋化因子是可用于追踪RIPK1或NLRP3抑制的药效学生物标志物(Grievink et al., 2020; Weisel et al., 2017; Parmar et al., 2023)。此类液体生物标志物在脑脊液中的检测能否为脑内小胶质细胞PCD激活或调节提供灵敏特异的替代指标尚不清楚。替代方法是正电子发射断层扫描(PET)用于测量活体人脑中特定PCD靶点及其对药理学调节的反应。近期已报告了用于脑内RIPK1和NLRP3成像的PET示踪剂(Lan et al., 2021; Huang et al., 2022; Xu et al., 2021; Whitehead et al., 2025)。
**4. 展望与未来方向**
AD和PD等神经退行性疾病日益增加的患病率和发病率突显了研究CNS中细胞死亡通路的重要性。鉴于PCD与先天免疫应答的紧密联系，相应的机制最好通过研究小胶质细胞（CNS的驻留先天免疫细胞）来阐述。迄今为止，研究严重依赖啮齿类小胶质细胞的使用，其在许多方面与人类对应物存在差异(Chen and Colonna, 2021; Masuda et al., 2019; Mancuso et al., 2019)，以及转化价值存疑的动物模型(Meshalkina et al., 2017)。iPSC分化的微胶质细胞正越来越多地被采用以研究人类小胶质细胞生物学(Abud et al., 2017; Haenseler et al., 2017; Muffat et al., 2016)，但当前方案需要长期培养且效率不定，小胶质细胞产量可变。这促使研究人员发表新的转录因子介导的前向编程方案，以快速将iPSC转化为小胶质细胞(Chen et al., 2021b; Speicher et al., 2022; Dr?ger et al., 2022)。使用二维单培养中的人小胶质细胞的研究不能准确代表体内条件，也无法复制PCD激活的非细胞自主机制，因此PCD靶向分子向临床的转化将受益于脑类器官等复杂人类模型系统的应用。已向脑类器官异种移植小胶质细胞的方案已有报道，类器官中的小胶质细胞显示转录组从二维单培养向更接近体内人小胶质细胞的转变，以及对神经元成熟和突触重塑的影响(Speicher et al., 2022; Popova et al., 2021; Sabate-Soler et al., 2022)。这些系统已被用于建模NLRP3介导的炎症(Ao et al., 2021)，未来在人脑类器官中的研究将加强我们对小胶质细胞PCD激活下游后果（如对神经元活力、兴奋性、突触形态和轴突完整性的影响）的理解。人脑类器官在神经退行性疾病研究中的一个局限性是其有限的成熟度，使其更适合探测神经发育而非衰老的方面(Qian et al., 2019)。
另一新兴工具是嵌合模型的发展，其中源自人iPSC或胚胎干细胞(ESC)的小胶质细胞被移植到小鼠脑中(Mancuso et al., 2019; Hasselmann et al., 2019; Xu et al., 2020; Mancuso et al., 2024)。此类模型已突显了小鼠和人小胶质细胞对体内Aβ的不同反应，并可用于检查疾病相关突变、衰老和致病蛋白对人小胶质细胞功能（包括PCD通路）在全脑环境中的影响。总之，这些人小胶质细胞建模的令人兴奋的进展可能有助于扩展我们对超越啮齿类小胶质细胞的PCD机制的理解，并解决生物标志物和小胶质细胞PCD通路治疗靶向方面的当前研究空白。
