免疫球蛋白 A 腎病（immunoglobulin A nephropathy, IgAN）是一種免疫介導的慢性炎癥性疾病，其發病機制復雜，臨床表現多樣，目前尚無特定的治療方案。細胞程序性死亡是體內由基因所控制的細胞主動的有序的死亡方式，通過參與多種分子信號通路來維持機體的穩態和器官、組織的發育。近年來，細胞程序性死亡在 IgAN 的發生發展中起著重要的調控作用，其機制涉及復雜的信號通路，在病理條件下可能通過減輕氧化應激、抑制炎癥、改善能量代謝等多種途徑來緩解腎臟損傷。該文就 IgAN 在凋亡、自噬、焦亡、鐵死亡和銅死亡方面的研究進展作一綜述，以期為 IgAN 提供新的治療靶點。
引用本文： 冉英芳, 陳彩合, 黃文輝. 細胞程序性死亡在免疫球蛋白 A 腎病中的研究進展. 華西醫學, 2024, 39(12): 1964-1969. doi: 10.7507/1002-0179.202407062 復制
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免疫球蛋白 A 腎病（immunoglobulin A nephropathy, IgAN）是一種對公共衛生問題構成重大威脅的疾病。它是由免疫介導的慢性炎癥性腎病，是全球最普遍的原發性腎小球腎炎，其病理特征是免疫復合物沉積在腎小球系膜細胞中。IgAN 患者臨床表現多樣，常呈現為持續性無癥狀的鏡下血尿或肉眼血尿，同時伴隨不同程度的蛋白尿和高血壓癥狀，疾病進展到終末期時，可能會發生慢性腎衰竭。據報道，約 40%的患者在接受治療后的 10～20 年內進展為終末期腎病，這意味著需接受透析或腎移植等治療手段來維持生命，從而給社會和家庭帶來沉重的經濟負擔[1]。目前，IgAN 的主要治療為控制蛋白尿、調節血壓和鈉攝入的管理等，并無標準化的治療方案[2]。因此，對 IgAN 患者進行及時有效的治療和管理顯得尤為重要。細胞程序性死亡（programmed cell death, PCD）是指細胞響應外部刺激而啟動的自殺保護機制，包括細胞凋亡、壞死性凋亡、自噬、焦亡、鐵死亡和近年出現的銅死亡，在多種疾病中發揮重要作用。隨著人們對 PCD的深入研究，目前已發現多種 PCD 途徑對急性腎損傷[3]、糖尿病腎病[4]和腎細胞癌[5]等的發病機制及治療有重要影響。本文旨在綜述 PCD 的分子機制及在 IgAN 中的作用，為其臨床治療提供新思路。
1 凋亡與 IgAN
1.1 凋亡的分子機制
細胞凋亡是一種自主的程序性細胞死亡，于 1972 年由英國生物學家 Kerr 等首次提出。它是一種由基因控制的、對內環境的穩定性和多個系統的發育有重要作用的細胞消亡過程。細胞凋亡在形態學上的變化是多樣的，往往涉及單個細胞，最先出現細胞體積縮小，接著胞質密度增加，核膜核仁破裂，最后細胞分解為幾個凋亡小體。細胞凋亡受多種基因、信號傳導通路的調控，如 B 細胞淋巴瘤-2（B-cell lymphoma 2, Bcl-2）家族、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（cysteine aspartate protease, caspase）家族、Fas/FasL 系統、磷脂酰肌醇-3-羥激酶（phosphatidylinositol 3-kinase, PI3K）/蛋白激酶 B（protein kinase B, Akt）和核因子κB（nuclear factor kappa-B, NF-κB）信號通路等。它主要有 3 種途徑：內源性凋亡、外源性凋亡、內質網應激。內源性凋亡途徑又稱線粒體凋亡途徑。在接受到凋亡信號時，線粒體的通透性發生改變，細胞色素 C 釋放并與 Apaf-1 結合形成凋亡體，激活 caspase-9，進而 caspase-3、6、7 也被激活，導致細胞凋亡[6]。線粒體凋亡的啟動主要受到 Bcl-2 家族蛋白的調節。外源性凋亡途徑主要通過細胞外微環境誘導，由 2 類質膜受體（死亡受體和依賴受體）主導，激活 caspase-8，進而激活 caspase-3、6、7 以觸發凋亡[7]。內質網應激凋亡途徑是當機體接收到某種刺激時，系統會通過未折疊蛋白反應來應對內質網應激，從而啟動細胞凋亡。未折疊蛋白反應由 3 種內質網應激整合蛋白激活：肌醇需要酶 1、蛋白激酶 RNA 樣內質網激酶和激活轉錄因子 6[8]。近年來，細胞凋亡已成為研究的一個熱點話題，并在多種疾病的發生中都有它的參與。目前，凋亡的確切機制仍不是很清楚，需要大量的研究深入探索。
1.2 凋亡在 IgAN中的作用
凋亡是細胞為適應環境變化而產生的主動有序的死亡過程，與其他類型的細胞死亡不同。研究發現，凋亡是 IgAN 疾病進展中重要的影響因素。據推測，IgAN 中足細胞的損傷主要源于系膜-足細胞串擾改變[9]。當腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor, TNF）-α和轉化生長因子-β的量增多時，便從系膜細胞中釋放，促進了足細胞上 TNF-α合成和 TNF 受體 2 的表達水平，從而增強白細胞介素（interleukin, IL）-6 合成以誘導足細胞凋亡。另一些研究證明，TNF-α誘導的足細胞凋亡可能與小鼠模型腎組織中 caspase-3 表達增加有關，同時，還可能有 NF-κB 信號通路的參與[10]。而樹突蛋白是一種足細胞特異性蛋白，被認為與 IgAN 的發病機制有關。足細胞損傷后，樹突蛋白從狹縫隔膜轉移到細胞核，促進了轉化生長因子-β 誘導的足細胞凋亡[11]。Li 等[12]通過檢測 IgAN 大鼠模型的病理變化及腎臟中的免疫球蛋白 A（immunoglobulin A, IgA）和 C3 沉積，發現青藤堿可以減少大鼠腎組織的病理損傷，從而減少炎性細胞浸潤和系膜增生。青藤堿通過調節 Bax、Bcl-2 和激活 caspase-3 蛋白表達誘導 T 細胞和 B 細胞凋亡，在一定程度上延緩了 IgAN 的進展。巨噬細胞凋亡抑制因子（apoptosis inhibitor of macrophages, AIM）是一種人類 Spα同源物，屬于 SRCR 超家族，主要由組織巨噬細胞產生。在多種疾病的發生發展中，AIM 主要通過抑制免疫細胞的凋亡和減輕炎癥反應來發揮重要作用。最近的一項研究表明，AIM 可能有助于在腎小球中形成穩定的免疫復合物，從而促進 IgAN 的進展[13]。FGD5-AS1 是一種新發現的長鏈非編碼 RNA，位于細胞質中，主要通過競爭性內源 RNA 發揮作用。Sun 等[14]檢測 IgAN 患兒的血清和通過多聚體 IgA1 刺激的腎小球系膜細胞（MES-13 細胞）體外試驗發現 FGD5-AS1 和磷酸酶及張力蛋白同源基因表達下調，而下游的 miR-196b-5p 表達上調。這表明 FGD5-AS1 可以通過 miR-196b-5p 靶向磷酸酶及張力蛋白同源基因介導的 JNK/c-Jun 信號通路來減輕細胞的增殖和炎癥反應，從而誘導細胞凋亡，改善 IgAN 患者的腎臟損傷。因此，FGD5-AS1 可能是 IgAN 的新治療靶點。從上述研究中不難看出，凋亡在 IgAN 中有著潛在的作用。用凋亡誘導劑可在一定程度上治療 IgAN 并延緩它的進展。
2 自噬與 IgAN
2.1 自噬的分子機制
自噬是細胞在應激條件下的一種生存機制，是一種依賴溶酶體的物質分解代謝過程，廣泛存在于真核細胞中。自噬通過降解功能障礙的蛋白質和清除受損的衰老細胞器來決定細胞的存活或死亡，不僅可以調節細胞內環境的穩態，還可以調節外泌體的分泌。在疾病的病理生理過程中，自噬主要參與組織纖維化[15]。從不同的角度對自噬進行分類：根據自噬底物轉運至溶酶體的不同途徑，自噬分為巨自噬（自噬體和溶酶體融合）、微自噬（溶酶體或液泡內膜直接凹陷）和分子伴侶介導的自噬（利用分子伴侶將未折疊的蛋白轉入溶酶體）；根據自噬的程度，自噬又分為基礎性自噬和誘導性自噬[16]。細胞自噬的發生受多種因素的誘導，如饑餓、缺氧、病原體感染、應激、能量缺乏等。傳統的自噬包括 4 個過程：① 自噬的啟動，即哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mechanistic target of rapamycin, mTOR）復合物 1 被細胞內或細胞外因子抑制，UNC-51樣激酶（unc-51 like kinase, ULK）1 被激活；② 隔離膜和自噬體的形成；③ 自噬體與溶酶體融合；④ 自噬體的裂解。此外，近年自噬也以靶細胞器為基礎進行了研究，形成了線粒體自噬、內質網自噬、核糖體自噬和過氧化物酶體自噬。總之，自噬是細胞生長、發育、生理和病理的重要過程。
2.2 自噬在 IgAN中的作用
自噬是細胞吞噬自身細胞器并與溶酶體融合以降解內容物的過程，在多種疾病中發揮重要作用，如癌癥、神經退行性病變、感染、胚胎發育和衰老等[17-18]。而目前已有研究證明，自噬的缺乏和持續激活都可能對 IgAN 有害[19]。例如，Chang 等[20]采用 BSA、CCl4 和 LPS 建立 IgAN 大鼠模型，發現自噬增強過度可能會導致炎癥加重，而使用自噬抑制劑卻對 IgAN 大鼠具有腎保護作用。相反，另一項涉及 2 種互補的 IgAN 小鼠模型的研究表明腎組織中自噬誘導增加，意味著自噬可能在 IgAN 進展期間起到保護或調節機制的作用[21]。自噬可通過不同的物質及通路對疾病起靶向作用。Tan 等[22]發現小泛素樣修飾物 1 在 IgAN、IgA 小鼠模型和 aIgA1 刺激的系膜細胞中表達上調。在 IgAN 中通過 p53 抑制自噬來促進系膜細胞增殖，從而加速疾病進展。Yu 等[23]發現系膜細胞（MC）衍生的外泌體 miR-4455 直接靶向 ULK2 并調節 LC3Ⅱ/Ⅰ 和 P62 水平，從而減弱足細胞自噬并加重足細胞損傷，這表明 miR-4455 在誘導足細胞損傷中起關鍵作用，并闡明了 IgAN 的潛在治療靶點。雷帕霉素和雙氫青蒿素通過抑制哺乳動物雷帕霉素靶蛋白/核糖體蛋白 S6 激酶 1 通路傳導來增強自噬，以致系膜細胞增殖明顯減慢[24-25]。而雷公藤內酯是通過 CARD9/p38 MAPK 通路促進自噬以抑制 IgAN 中的系膜細胞增殖，從而改善 IgAN[26]。此外，Zhu 等[27]使用體外系膜細胞實驗發現六味地黃丸通過調節 PI3K-Akt-mTOR 信號通路來抑制自噬，從而改善足細胞損傷并抑制 IgAN 進展。綜上所述，IgAN 的進展與自噬的活性及通路息息相關。而自噬的作用靶點及相關通路仍需要更深入的探索，以期為 IgAN 的靶向治療提供新的思路。
3 焦亡與 IgAN
3.1 焦亡的分子機制
焦亡是一種由 gasdermin 家族蛋白介導的炎性程序性細胞死亡方式，其特征是細胞腫脹、細胞膜孔形成以及細胞內容物和促炎介質的釋放，在細胞形態和功能方面與細胞凋亡和自噬有所不同。細胞焦亡有 2 種途徑，分別為由 caspase-1 介導的經典途徑和由 caspase-4/5/11 介導的非經典途徑。經典途徑的激活導致焦亡相關蛋白-核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白３（nod-like receptor protein 3, NLRP3）和 caspase-1 水平上調，及 IL-1β和 IL-18 炎癥體釋放。2 種途徑都能特異性切割消皮素 D 以穿孔細胞膜，然后導致細胞裂解和死亡；也能被感染性和無菌性刺激物的所有組成部分激活[28]。然而，細胞焦亡可能是一把雙刃劍。一方面，過度的細胞焦亡可能會對宿主的反應產生不利影響；另一方面，焦亡也涉及多種非感染性疾病。隨著對細胞焦亡研究的不斷進展，越來越多的證據表明，細胞焦亡在腫瘤、免疫、心血管疾病、慢性腎臟病（chronic kidney disease, CKD）等疾病當中起著重要作用[29-32]。
3.2 焦亡在 IgAN中的作用
細胞焦亡是 T 細胞、B 細胞和巨噬細胞中程序性細胞死亡的一種獨特形式，是炎癥過程的關鍵誘導劑，與腎纖維化的發生和腎臟疾病的進展有關。近些年已有多個學者發現 IgAN 與焦亡有著顯著的聯系[33]。NLRP3 是先天免疫基因 NOD 樣受體的成員，主要存在于巨噬細胞和腎小管上皮細胞中，兩者在 CKD 的發生發展中都起著至關重要的作用。腎臟中的巨噬細胞具有 NLRP3 炎癥小體的完整元素，包括 NLRP3、銜接蛋白（ASC）和 caspase-1。當 NLRP3 炎性小體被激活時，它會觸發 caspase-1 的激活，導致成熟促炎細胞因子 IL-1β和 IL-18 的釋放以及消皮素 D 的裂解。因此，這種激活過程會誘導細胞焦亡，導致機體處于微炎癥狀態和腎功能的惡化。Zhang 等[34]在對焦亡相關基因的表達和鑒定分析時發現，IgAN 中焦亡相關基因高表達，表明 IgAN中焦亡途徑的激活。研究表明，NLRP3 炎性小體可能與患者 IgAN 的發病機制有關[35]。Chun 等[36]報道了 IgAN 患者腎活檢中 NLRP3 mRNA 和蛋白在腎小管上皮細胞中表達降低，與患者的預后較差有關。Tsai 等[37]利用 IgAN 小鼠實驗發現，IgA 免疫復合物激活巨噬細胞中的 NLRP3 炎癥小體，導致線粒體完整性喪失和線粒體活性氧產生，而敲除 NLRP3 可改善 IgAN 小鼠的腎功能和腎損傷，表明 IgAN 小鼠的巨噬細胞中焦亡相關蛋白在早期或疾病進展階段呈現高表達狀態，可以推測在 IgAN 中細胞焦亡被激活，這一過程主要涉及經典的焦亡途徑。而參與非經典途徑的 caspase-11 也同樣被證實在 IgAN 中激活，敲低 caspase-11 可抑制 IgA 免疫復合物誘導的 IL-1β分泌，從而減慢 IgAN 的發展。綜上所述，IgAN 早期中細胞焦亡被激活，抑制焦亡能夠阻止 IgAN 的進展，即通過局部靶向抑制 NLRP3 可有效減輕腎臟損害。而焦亡在 IgAN 中的具體致病階段還需要進一步的研究來驗證。
4 鐵死亡與 IgAN
4.1 鐵死亡的分子機制
鐵死亡是一種非凋亡的鐵依賴性細胞死亡，最初由 Dixon 等[38]在 2012 年提出，其特征是脂質過氧化物積累和活性氧的產生。與自噬中自噬體的形成或凋亡中核碎裂不同，細胞形態學上，主要表現為線粒體縮小、線粒體膜密度增加、線粒體嵴減少或消失等。鐵死亡由多種細胞代謝途徑和信號通路調控，包括氧化還原穩態、線粒體活性、鐵代謝、脂質代謝和氨基酸代謝。鐵死亡主要有 3 種信號通路：System Xc--谷胱甘肽（glutathione, GSH）- GSH 過氧化酶 4（GSH peroxidase 4, GPX4）、還原性輔酶Ⅱ-鐵死亡抑制蛋白1-輔酶Q10、GTP環水解酶-1-四氫生物蝶呤-二氫葉酸還原酶。據推測，鐵死亡的發生受多種因素的影響，主要有高糖、缺氧、腦損傷等。研究表明，高糖會增加乳酸脫氫酶活性、脂質活性氧生成、亞鐵離子水平和丙二醛的表達水平，同時降低 GSH 的表達水平，這意味著高糖會引起鐵死亡[39]。在缺氧條件下，透明細胞癌對 GPX4 抑制誘導的鐵死亡高度敏感，主要是由 HIF2α激活缺氧誘導脂滴相關蛋白通過 PUFA 脂質重塑驅動[40]。有證據表明，創傷性腦損傷可觸發多種細胞死亡途徑，具體是由 15-脂氧合酶介導的脂質氧化產物積累引起，特別是含有花生四烯酸或二十二碳四烯酸的氧化磷脂酰乙醇胺。創傷性腦損傷后鐵死亡的生物標志物增加[41]。鐵死亡已成為各種疾病和導致器官纖維化的潛在關鍵因素。大量證據表明，鐵死亡與 CKD 的發生也息息相關。
4.2 鐵死亡在 IgAN中的作用
鐵死亡是由不受限制的脂質過氧化引起，最終導致不可逆的質膜損傷的一種程序性細胞死亡。IgAN 是一種免疫介導的慢性炎癥性腎病，是亞洲最常見的原發性腎小球疾病，也是終末期腎病的主要原因。最新的研究證實鐵死亡是 IgAN 的重要誘因。IgAN 的發生也有鐵死亡的參與，并包括 3 種代謝途徑（鐵離子代謝、脂質代謝和 GSH 代謝）。既往研究顯示，約有 40%的 IgAN 患者在腎活檢時發現腎組織內有鐵的沉積，這也表明了 IgAN 可誘導體內鐵代謝失調，而出現失調后又會加速 IgAN 的疾病進展[42]。Wu 等[43]通過生物信息學分析發現在半乳糖缺陷 IgA1 刺激的人系膜細胞中，脂肪酸結合蛋白 1 和過氧化物酶體增殖物活化受體（peroxisome proliferator-activated receptor α, PPARα）相關信號通路參與 IgAN 的發病機制。在此過程中觀察到 PPARα通路下調可降低脂肪酸結合蛋白 1 表達，影響 GPX4 和酰基輔酶 A 合成酶長鏈家族成員 4 水平，引起人系膜細胞鐵死亡，并促進 IgAN 發展。這表明了干擾 PPARα信號轉導可以阻斷鐵死亡，從而預防 IgAN 的發生和延緩其進展。同樣，還有研究發現用鐵死亡抑制劑——鐵抑素也可以抑制系膜細胞鐵死亡并延緩 IgAN 的進展。鐵抑素是通過降低活性氧和丙二醛水平來上調 GPX4 的表達并改善線粒體損傷。此外，臨床上發現了許多可抑制鐵死亡的藥物，如甘草、槲皮素、芹菜素和維生素 K 等，在治療 IgAN 方面具有重要價值[44]。綜合上述這些研究發現，鐵死亡在 IgAN 的發生和疾病進展中起著重要的作用，用鐵死亡抑制劑或靶向信號通路可從一定程度上治療 IgAN。未來還需要從多角度對 IgAN 進行深入的研究和機制的闡明，以此提供更多的治療思路和使更多的患者受益。
5 銅死亡與 IgAN
5.1 銅死亡的分子機制
銅死亡是一種由銅離子過量或銅代謝紊亂引起的細胞死亡方式。Tsvetkov 等[45]首次闡明了銅死亡的確切機制。銅是生物體中必需的微量元素，參與多種酶的活性調節，但過量的銅則會與線粒體中的三羧酸循環的脂酰化蛋白質結合，導致鐵硫簇蛋白消失，最終引起細胞損傷和死亡。銅在細胞外主要來自食物，通過小腸和十二指腸的腸上皮細胞頂端側的銅轉運蛋白 1 或溶質載體家族 31 成員（SLC31A1）介導。隨后，銅通過抗氧化劑 1 銅伴侶（ATOX1）轉運到腸上皮細胞的基底側，然后通過銅轉運 ATP 酶α轉運到血液中。血液中的銅主要與蛋白質結合參與循環。進入細胞的銅由銅伴侶運輸到不同的細胞亞區室，包括細胞質、高爾基體、線粒體和細胞核，參與多種細胞內生理過程的調節。研究發現，鐵氧化還原蛋白 1 是銅死亡的關鍵調節因子。鐵氧化還原蛋白 1 基因編碼的蛋白能將二價銅轉化為毒性更強的一價銅[46]。此外，敲除鐵氧化還原蛋白 1 能夠減弱一價銅對細胞的殺傷作用。眾所周知，銅死亡涉及多條與氧化應激、線粒體損傷、內質網應激等相關的信號通路。有研究表明，銅死亡可以發生在多種細胞類型中，包括神經元、心肌細胞、肝細胞等，并且與多種疾病的發生發展有關，如中樞系統疾病[47]、心血管疾病[48]、癌癥[49]以及其他與銅代謝異常相關的疾病。因此，維護銅穩態對細胞生存極其重要。
5.2 銅死亡在 IgAN中的作用
銅死亡是一種新發現的程序性細胞死亡方式之一。它通過多種途徑參與腎臟疾病的發生[50]。銅死亡與 IgAN 的研究甚少。目前發現銅死亡相關基因脂酰轉移酶 1 可能通過影響線粒體功能和三羧酸循環，激活免疫反應，促進 IgAN 發生，導致 NLRP3通路激活[37, 51]。近年，Lin 等[52]對銅死亡的相關基因及靶點鑒定時發現其可能參與 IgAN 的發病機制。也有研究表明，雙硫侖及其銅螯合劑通過減少氧化應激和炎癥來減輕順鉑誘導的大鼠急性腎毒性[53]。綜上，銅死亡可能參與了 IgAN 的發生和發展，但具體機制和作用方式尚需進一步研究。未來對銅死亡的深入探索可成為 IgAN 及其他腎臟疾病的新熱點。
6 總結與展望
凋亡、自噬、焦亡、鐵死亡和銅死亡作為新型的細胞死亡方式在 IgAN 發展過程中發揮著重要作用，通過調控上述 5 種細胞死亡方式可極大地延緩 IgAN 進展。因此，深入研究 PCD 在 IgAN 中的作用機制，探索 IgAN 的治療靶點和新策略[54]，研究 IgAN 的特效治療藥物顯得尤為重要。目前，IgAN 中 PCD 的研究還處于早期階段，尚未確定特有的生物標志物，未來還需進行更多的研究探索 PCD 在 IgAN 中的調控機制，以為 IgAN 患者的治療及預后提供新機遇。
作者貢獻：冉英芳：文獻查閱，整理資料，論文撰寫；黃文輝和陳彩合：提供基金項目資助、論文指導和審校。
利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。
免疫球蛋白 A 腎病（immunoglobulin A nephropathy, IgAN）是一種對公共衛生問題構成重大威脅的疾病。它是由免疫介導的慢性炎癥性腎病，是全球最普遍的原發性腎小球腎炎，其病理特征是免疫復合物沉積在腎小球系膜細胞中。IgAN 患者臨床表現多樣，常呈現為持續性無癥狀的鏡下血尿或肉眼血尿，同時伴隨不同程度的蛋白尿和高血壓癥狀，疾病進展到終末期時，可能會發生慢性腎衰竭。據報道，約 40%的患者在接受治療后的 10～20 年內進展為終末期腎病，這意味著需接受透析或腎移植等治療手段來維持生命，從而給社會和家庭帶來沉重的經濟負擔[1]。目前，IgAN 的主要治療為控制蛋白尿、調節血壓和鈉攝入的管理等，并無標準化的治療方案[2]。因此，對 IgAN 患者進行及時有效的治療和管理顯得尤為重要。細胞程序性死亡（programmed cell death, PCD）是指細胞響應外部刺激而啟動的自殺保護機制，包括細胞凋亡、壞死性凋亡、自噬、焦亡、鐵死亡和近年出現的銅死亡，在多種疾病中發揮重要作用。隨著人們對 PCD的深入研究，目前已發現多種 PCD 途徑對急性腎損傷[3]、糖尿病腎病[4]和腎細胞癌[5]等的發病機制及治療有重要影響。本文旨在綜述 PCD 的分子機制及在 IgAN 中的作用，為其臨床治療提供新思路。
1 凋亡與 IgAN
1.1 凋亡的分子機制
細胞凋亡是一種自主的程序性細胞死亡，于 1972 年由英國生物學家 Kerr 等首次提出。它是一種由基因控制的、對內環境的穩定性和多個系統的發育有重要作用的細胞消亡過程。細胞凋亡在形態學上的變化是多樣的，往往涉及單個細胞，最先出現細胞體積縮小，接著胞質密度增加，核膜核仁破裂，最后細胞分解為幾個凋亡小體。細胞凋亡受多種基因、信號傳導通路的調控，如 B 細胞淋巴瘤-2（B-cell lymphoma 2, Bcl-2）家族、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（cysteine aspartate protease, caspase）家族、Fas/FasL 系統、磷脂酰肌醇-3-羥激酶（phosphatidylinositol 3-kinase, PI3K）/蛋白激酶 B（protein kinase B, Akt）和核因子κB（nuclear factor kappa-B, NF-κB）信號通路等。它主要有 3 種途徑：內源性凋亡、外源性凋亡、內質網應激。內源性凋亡途徑又稱線粒體凋亡途徑。在接受到凋亡信號時，線粒體的通透性發生改變，細胞色素 C 釋放并與 Apaf-1 結合形成凋亡體，激活 caspase-9，進而 caspase-3、6、7 也被激活，導致細胞凋亡[6]。線粒體凋亡的啟動主要受到 Bcl-2 家族蛋白的調節。外源性凋亡途徑主要通過細胞外微環境誘導，由 2 類質膜受體（死亡受體和依賴受體）主導，激活 caspase-8，進而激活 caspase-3、6、7 以觸發凋亡[7]。內質網應激凋亡途徑是當機體接收到某種刺激時，系統會通過未折疊蛋白反應來應對內質網應激，從而啟動細胞凋亡。未折疊蛋白反應由 3 種內質網應激整合蛋白激活：肌醇需要酶 1、蛋白激酶 RNA 樣內質網激酶和激活轉錄因子 6[8]。近年來，細胞凋亡已成為研究的一個熱點話題，并在多種疾病的發生中都有它的參與。目前，凋亡的確切機制仍不是很清楚，需要大量的研究深入探索。
1.2 凋亡在 IgAN中的作用
凋亡是細胞為適應環境變化而產生的主動有序的死亡過程，與其他類型的細胞死亡不同。研究發現，凋亡是 IgAN 疾病進展中重要的影響因素。據推測，IgAN 中足細胞的損傷主要源于系膜-足細胞串擾改變[9]。當腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor, TNF）-α和轉化生長因子-β的量增多時，便從系膜細胞中釋放，促進了足細胞上 TNF-α合成和 TNF 受體 2 的表達水平，從而增強白細胞介素（interleukin, IL）-6 合成以誘導足細胞凋亡。另一些研究證明，TNF-α誘導的足細胞凋亡可能與小鼠模型腎組織中 caspase-3 表達增加有關，同時，還可能有 NF-κB 信號通路的參與[10]。而樹突蛋白是一種足細胞特異性蛋白，被認為與 IgAN 的發病機制有關。足細胞損傷后，樹突蛋白從狹縫隔膜轉移到細胞核，促進了轉化生長因子-β 誘導的足細胞凋亡[11]。Li 等[12]通過檢測 IgAN 大鼠模型的病理變化及腎臟中的免疫球蛋白 A（immunoglobulin A, IgA）和 C3 沉積，發現青藤堿可以減少大鼠腎組織的病理損傷，從而減少炎性細胞浸潤和系膜增生。青藤堿通過調節 Bax、Bcl-2 和激活 caspase-3 蛋白表達誘導 T 細胞和 B 細胞凋亡，在一定程度上延緩了 IgAN 的進展。巨噬細胞凋亡抑制因子（apoptosis inhibitor of macrophages, AIM）是一種人類 Spα同源物，屬于 SRCR 超家族，主要由組織巨噬細胞產生。在多種疾病的發生發展中，AIM 主要通過抑制免疫細胞的凋亡和減輕炎癥反應來發揮重要作用。最近的一項研究表明，AIM 可能有助于在腎小球中形成穩定的免疫復合物，從而促進 IgAN 的進展[13]。FGD5-AS1 是一種新發現的長鏈非編碼 RNA，位于細胞質中，主要通過競爭性內源 RNA 發揮作用。Sun 等[14]檢測 IgAN 患兒的血清和通過多聚體 IgA1 刺激的腎小球系膜細胞（MES-13 細胞）體外試驗發現 FGD5-AS1 和磷酸酶及張力蛋白同源基因表達下調，而下游的 miR-196b-5p 表達上調。這表明 FGD5-AS1 可以通過 miR-196b-5p 靶向磷酸酶及張力蛋白同源基因介導的 JNK/c-Jun 信號通路來減輕細胞的增殖和炎癥反應，從而誘導細胞凋亡，改善 IgAN 患者的腎臟損傷。因此，FGD5-AS1 可能是 IgAN 的新治療靶點。從上述研究中不難看出，凋亡在 IgAN 中有著潛在的作用。用凋亡誘導劑可在一定程度上治療 IgAN 并延緩它的進展。
2 自噬與 IgAN
2.1 自噬的分子機制
自噬是細胞在應激條件下的一種生存機制，是一種依賴溶酶體的物質分解代謝過程，廣泛存在于真核細胞中。自噬通過降解功能障礙的蛋白質和清除受損的衰老細胞器來決定細胞的存活或死亡，不僅可以調節細胞內環境的穩態，還可以調節外泌體的分泌。在疾病的病理生理過程中，自噬主要參與組織纖維化[15]。從不同的角度對自噬進行分類：根據自噬底物轉運至溶酶體的不同途徑，自噬分為巨自噬（自噬體和溶酶體融合）、微自噬（溶酶體或液泡內膜直接凹陷）和分子伴侶介導的自噬（利用分子伴侶將未折疊的蛋白轉入溶酶體）；根據自噬的程度，自噬又分為基礎性自噬和誘導性自噬[16]。細胞自噬的發生受多種因素的誘導，如饑餓、缺氧、病原體感染、應激、能量缺乏等。傳統的自噬包括 4 個過程：① 自噬的啟動，即哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mechanistic target of rapamycin, mTOR）復合物 1 被細胞內或細胞外因子抑制，UNC-51樣激酶（unc-51 like kinase, ULK）1 被激活；② 隔離膜和自噬體的形成；③ 自噬體與溶酶體融合；④ 自噬體的裂解。此外，近年自噬也以靶細胞器為基礎進行了研究，形成了線粒體自噬、內質網自噬、核糖體自噬和過氧化物酶體自噬。總之，自噬是細胞生長、發育、生理和病理的重要過程。
2.2 自噬在 IgAN中的作用
自噬是細胞吞噬自身細胞器并與溶酶體融合以降解內容物的過程，在多種疾病中發揮重要作用，如癌癥、神經退行性病變、感染、胚胎發育和衰老等[17-18]。而目前已有研究證明，自噬的缺乏和持續激活都可能對 IgAN 有害[19]。例如，Chang 等[20]采用 BSA、CCl4 和 LPS 建立 IgAN 大鼠模型，發現自噬增強過度可能會導致炎癥加重，而使用自噬抑制劑卻對 IgAN 大鼠具有腎保護作用。相反，另一項涉及 2 種互補的 IgAN 小鼠模型的研究表明腎組織中自噬誘導增加，意味著自噬可能在 IgAN 進展期間起到保護或調節機制的作用[21]。自噬可通過不同的物質及通路對疾病起靶向作用。Tan 等[22]發現小泛素樣修飾物 1 在 IgAN、IgA 小鼠模型和 aIgA1 刺激的系膜細胞中表達上調。在 IgAN 中通過 p53 抑制自噬來促進系膜細胞增殖，從而加速疾病進展。Yu 等[23]發現系膜細胞（MC）衍生的外泌體 miR-4455 直接靶向 ULK2 并調節 LC3Ⅱ/Ⅰ 和 P62 水平，從而減弱足細胞自噬并加重足細胞損傷，這表明 miR-4455 在誘導足細胞損傷中起關鍵作用，并闡明了 IgAN 的潛在治療靶點。雷帕霉素和雙氫青蒿素通過抑制哺乳動物雷帕霉素靶蛋白/核糖體蛋白 S6 激酶 1 通路傳導來增強自噬，以致系膜細胞增殖明顯減慢[24-25]。而雷公藤內酯是通過 CARD9/p38 MAPK 通路促進自噬以抑制 IgAN 中的系膜細胞增殖，從而改善 IgAN[26]。此外，Zhu 等[27]使用體外系膜細胞實驗發現六味地黃丸通過調節 PI3K-Akt-mTOR 信號通路來抑制自噬，從而改善足細胞損傷并抑制 IgAN 進展。綜上所述，IgAN 的進展與自噬的活性及通路息息相關。而自噬的作用靶點及相關通路仍需要更深入的探索，以期為 IgAN 的靶向治療提供新的思路。
3 焦亡與 IgAN
3.1 焦亡的分子機制
焦亡是一種由 gasdermin 家族蛋白介導的炎性程序性細胞死亡方式，其特征是細胞腫脹、細胞膜孔形成以及細胞內容物和促炎介質的釋放，在細胞形態和功能方面與細胞凋亡和自噬有所不同。細胞焦亡有 2 種途徑，分別為由 caspase-1 介導的經典途徑和由 caspase-4/5/11 介導的非經典途徑。經典途徑的激活導致焦亡相關蛋白-核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白３（nod-like receptor protein 3, NLRP3）和 caspase-1 水平上調，及 IL-1β和 IL-18 炎癥體釋放。2 種途徑都能特異性切割消皮素 D 以穿孔細胞膜，然后導致細胞裂解和死亡；也能被感染性和無菌性刺激物的所有組成部分激活[28]。然而，細胞焦亡可能是一把雙刃劍。一方面，過度的細胞焦亡可能會對宿主的反應產生不利影響；另一方面，焦亡也涉及多種非感染性疾病。隨著對細胞焦亡研究的不斷進展，越來越多的證據表明，細胞焦亡在腫瘤、免疫、心血管疾病、慢性腎臟病（chronic kidney disease, CKD）等疾病當中起著重要作用[29-32]。
3.2 焦亡在 IgAN中的作用
細胞焦亡是 T 細胞、B 細胞和巨噬細胞中程序性細胞死亡的一種獨特形式，是炎癥過程的關鍵誘導劑，與腎纖維化的發生和腎臟疾病的進展有關。近些年已有多個學者發現 IgAN 與焦亡有著顯著的聯系[33]。NLRP3 是先天免疫基因 NOD 樣受體的成員，主要存在于巨噬細胞和腎小管上皮細胞中，兩者在 CKD 的發生發展中都起著至關重要的作用。腎臟中的巨噬細胞具有 NLRP3 炎癥小體的完整元素，包括 NLRP3、銜接蛋白（ASC）和 caspase-1。當 NLRP3 炎性小體被激活時，它會觸發 caspase-1 的激活，導致成熟促炎細胞因子 IL-1β和 IL-18 的釋放以及消皮素 D 的裂解。因此，這種激活過程會誘導細胞焦亡，導致機體處于微炎癥狀態和腎功能的惡化。Zhang 等[34]在對焦亡相關基因的表達和鑒定分析時發現，IgAN 中焦亡相關基因高表達，表明 IgAN中焦亡途徑的激活。研究表明，NLRP3 炎性小體可能與患者 IgAN 的發病機制有關[35]。Chun 等[36]報道了 IgAN 患者腎活檢中 NLRP3 mRNA 和蛋白在腎小管上皮細胞中表達降低，與患者的預后較差有關。Tsai 等[37]利用 IgAN 小鼠實驗發現，IgA 免疫復合物激活巨噬細胞中的 NLRP3 炎癥小體，導致線粒體完整性喪失和線粒體活性氧產生，而敲除 NLRP3 可改善 IgAN 小鼠的腎功能和腎損傷，表明 IgAN 小鼠的巨噬細胞中焦亡相關蛋白在早期或疾病進展階段呈現高表達狀態，可以推測在 IgAN 中細胞焦亡被激活，這一過程主要涉及經典的焦亡途徑。而參與非經典途徑的 caspase-11 也同樣被證實在 IgAN 中激活，敲低 caspase-11 可抑制 IgA 免疫復合物誘導的 IL-1β分泌，從而減慢 IgAN 的發展。綜上所述，IgAN 早期中細胞焦亡被激活，抑制焦亡能夠阻止 IgAN 的進展，即通過局部靶向抑制 NLRP3 可有效減輕腎臟損害。而焦亡在 IgAN 中的具體致病階段還需要進一步的研究來驗證。
4 鐵死亡與 IgAN
4.1 鐵死亡的分子機制
鐵死亡是一種非凋亡的鐵依賴性細胞死亡，最初由 Dixon 等[38]在 2012 年提出，其特征是脂質過氧化物積累和活性氧的產生。與自噬中自噬體的形成或凋亡中核碎裂不同，細胞形態學上，主要表現為線粒體縮小、線粒體膜密度增加、線粒體嵴減少或消失等。鐵死亡由多種細胞代謝途徑和信號通路調控，包括氧化還原穩態、線粒體活性、鐵代謝、脂質代謝和氨基酸代謝。鐵死亡主要有 3 種信號通路：System Xc--谷胱甘肽（glutathione, GSH）- GSH 過氧化酶 4（GSH peroxidase 4, GPX4）、還原性輔酶Ⅱ-鐵死亡抑制蛋白1-輔酶Q10、GTP環水解酶-1-四氫生物蝶呤-二氫葉酸還原酶。據推測，鐵死亡的發生受多種因素的影響，主要有高糖、缺氧、腦損傷等。研究表明，高糖會增加乳酸脫氫酶活性、脂質活性氧生成、亞鐵離子水平和丙二醛的表達水平，同時降低 GSH 的表達水平，這意味著高糖會引起鐵死亡[39]。在缺氧條件下，透明細胞癌對 GPX4 抑制誘導的鐵死亡高度敏感，主要是由 HIF2α激活缺氧誘導脂滴相關蛋白通過 PUFA 脂質重塑驅動[40]。有證據表明，創傷性腦損傷可觸發多種細胞死亡途徑，具體是由 15-脂氧合酶介導的脂質氧化產物積累引起，特別是含有花生四烯酸或二十二碳四烯酸的氧化磷脂酰乙醇胺。創傷性腦損傷后鐵死亡的生物標志物增加[41]。鐵死亡已成為各種疾病和導致器官纖維化的潛在關鍵因素。大量證據表明，鐵死亡與 CKD 的發生也息息相關。
4.2 鐵死亡在 IgAN中的作用
鐵死亡是由不受限制的脂質過氧化引起，最終導致不可逆的質膜損傷的一種程序性細胞死亡。IgAN 是一種免疫介導的慢性炎癥性腎病，是亞洲最常見的原發性腎小球疾病，也是終末期腎病的主要原因。最新的研究證實鐵死亡是 IgAN 的重要誘因。IgAN 的發生也有鐵死亡的參與，并包括 3 種代謝途徑（鐵離子代謝、脂質代謝和 GSH 代謝）。既往研究顯示，約有 40%的 IgAN 患者在腎活檢時發現腎組織內有鐵的沉積，這也表明了 IgAN 可誘導體內鐵代謝失調，而出現失調后又會加速 IgAN 的疾病進展[42]。Wu 等[43]通過生物信息學分析發現在半乳糖缺陷 IgA1 刺激的人系膜細胞中，脂肪酸結合蛋白 1 和過氧化物酶體增殖物活化受體（peroxisome proliferator-activated receptor α, PPARα）相關信號通路參與 IgAN 的發病機制。在此過程中觀察到 PPARα通路下調可降低脂肪酸結合蛋白 1 表達，影響 GPX4 和酰基輔酶 A 合成酶長鏈家族成員 4 水平，引起人系膜細胞鐵死亡，并促進 IgAN 發展。這表明了干擾 PPARα信號轉導可以阻斷鐵死亡，從而預防 IgAN 的發生和延緩其進展。同樣，還有研究發現用鐵死亡抑制劑——鐵抑素也可以抑制系膜細胞鐵死亡并延緩 IgAN 的進展。鐵抑素是通過降低活性氧和丙二醛水平來上調 GPX4 的表達并改善線粒體損傷。此外，臨床上發現了許多可抑制鐵死亡的藥物，如甘草、槲皮素、芹菜素和維生素 K 等，在治療 IgAN 方面具有重要價值[44]。綜合上述這些研究發現，鐵死亡在 IgAN 的發生和疾病進展中起著重要的作用，用鐵死亡抑制劑或靶向信號通路可從一定程度上治療 IgAN。未來還需要從多角度對 IgAN 進行深入的研究和機制的闡明，以此提供更多的治療思路和使更多的患者受益。
5 銅死亡與 IgAN
5.1 銅死亡的分子機制
銅死亡是一種由銅離子過量或銅代謝紊亂引起的細胞死亡方式。Tsvetkov 等[45]首次闡明了銅死亡的確切機制。銅是生物體中必需的微量元素，參與多種酶的活性調節，但過量的銅則會與線粒體中的三羧酸循環的脂酰化蛋白質結合，導致鐵硫簇蛋白消失，最終引起細胞損傷和死亡。銅在細胞外主要來自食物，通過小腸和十二指腸的腸上皮細胞頂端側的銅轉運蛋白 1 或溶質載體家族 31 成員（SLC31A1）介導。隨后，銅通過抗氧化劑 1 銅伴侶（ATOX1）轉運到腸上皮細胞的基底側，然后通過銅轉運 ATP 酶α轉運到血液中。血液中的銅主要與蛋白質結合參與循環。進入細胞的銅由銅伴侶運輸到不同的細胞亞區室，包括細胞質、高爾基體、線粒體和細胞核，參與多種細胞內生理過程的調節。研究發現，鐵氧化還原蛋白 1 是銅死亡的關鍵調節因子。鐵氧化還原蛋白 1 基因編碼的蛋白能將二價銅轉化為毒性更強的一價銅[46]。此外，敲除鐵氧化還原蛋白 1 能夠減弱一價銅對細胞的殺傷作用。眾所周知，銅死亡涉及多條與氧化應激、線粒體損傷、內質網應激等相關的信號通路。有研究表明，銅死亡可以發生在多種細胞類型中，包括神經元、心肌細胞、肝細胞等，并且與多種疾病的發生發展有關，如中樞系統疾病[47]、心血管疾病[48]、癌癥[49]以及其他與銅代謝異常相關的疾病。因此，維護銅穩態對細胞生存極其重要。
5.2 銅死亡在 IgAN中的作用
銅死亡是一種新發現的程序性細胞死亡方式之一。它通過多種途徑參與腎臟疾病的發生[50]。銅死亡與 IgAN 的研究甚少。目前發現銅死亡相關基因脂酰轉移酶 1 可能通過影響線粒體功能和三羧酸循環，激活免疫反應，促進 IgAN 發生，導致 NLRP3通路激活[37, 51]。近年，Lin 等[52]對銅死亡的相關基因及靶點鑒定時發現其可能參與 IgAN 的發病機制。也有研究表明，雙硫侖及其銅螯合劑通過減少氧化應激和炎癥來減輕順鉑誘導的大鼠急性腎毒性[53]。綜上，銅死亡可能參與了 IgAN 的發生和發展，但具體機制和作用方式尚需進一步研究。未來對銅死亡的深入探索可成為 IgAN 及其他腎臟疾病的新熱點。
6 總結與展望
凋亡、自噬、焦亡、鐵死亡和銅死亡作為新型的細胞死亡方式在 IgAN 發展過程中發揮著重要作用，通過調控上述 5 種細胞死亡方式可極大地延緩 IgAN 進展。因此，深入研究 PCD 在 IgAN 中的作用機制，探索 IgAN 的治療靶點和新策略[54]，研究 IgAN 的特效治療藥物顯得尤為重要。目前，IgAN 中 PCD 的研究還處于早期階段，尚未確定特有的生物標志物，未來還需進行更多的研究探索 PCD 在 IgAN 中的調控機制，以為 IgAN 患者的治療及預后提供新機遇。
作者貢獻：冉英芳：文獻查閱，整理資料，論文撰寫；黃文輝和陳彩合：提供基金項目資助、論文指導和審校。
利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。