心血管疾病是全球死亡率最高的疾病[1]，而程序性细胞死亡与心血管疾病之间的关系也成为当前研究的热点。程序性细胞死亡(programmed cell death，PCD)对细胞发育、抵御危险因素以及维持机体正常生理功能和生命活动至关重要[2]。2016年Kuriakose发现被甲型流感病毒感染的巨噬细胞中同时出现细胞凋亡、细胞焦亡及坏死性凋亡现象[3]。2019年Malireddi首次将涉及这3种PCD的细胞死亡方式命名为泛凋亡[4]。泛凋亡与心力衰竭、心肌病、心肌缺血再灌注损伤及动脉粥样硬化等心血管疾病的发生发展密切相关，而抑制泛凋亡能够改善心血管疾病，可能成为新的治疗靶点。
1 泛凋亡的认识
泛凋亡是一种融合了焦亡、凋亡、坏死性凋亡的综合性程序性细胞死亡方式。作为泛凋亡的组成部分，这3种细胞死亡方式各有其特征：细胞凋亡通过外源性和内源性的含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteiny laspartate specific proteinase，caspase)通路执行；细胞焦亡是一种依赖Gasdermin D蛋白(GSDMD)的 N端结构域在细胞膜上形成孔洞结构；坏死性凋亡则以蛋白激酶1(receptor interacting protein kinase 1，RIPK1)、RIPK3和混合谱系激酶结构域样蛋白(mixed lineage kinase domain - like protein，MLKL)为关键分子
[5-7]。泛凋亡的分子机制以泛凋亡复合物的调控为核心，这种调控的实现依赖于传感、组装、催化这3类结构域之间的相互作用
[8]。当遇到微生物感染和细胞稳态改变等触发因素时，ZBP1(Z-DNA-binding Protein 1)、AIM2(Absent in Melanoma 2)、RIPK1和NLRP12(NOD- Like Receptor Family Pyrin Domain Containing 12)等传感器可以通过相互作用招募分子形成泛凋亡小体，诱导caspase-3/7活化、GSDMD和GSDME 切割以及MLKL磷酸化，致使膜孔形成，推动泛凋亡进展。发生泛凋亡的细胞呈现出典型形态学改变：胞质会出现肿胀现象，胞膜逐渐破裂，染色质发生固缩，DNA出现片段化，形成泛凋亡小体
[9-11]。见
图1。
2 泛凋亡复合物的概念、结构与信号传导机制
2020年，Christgen团队提出了泛凋亡复合物(PANoptosome)这一概念——它是一种在细胞内发挥关键调控作用的多聚体蛋白复合物
[8]。该团队的研究表明，细胞凋亡、焦亡与坏死性凋亡3条信号通路并非彼此孤立，而是通过泛凋亡复合物在同一细胞内协同激活，实现相互调节与关联
[8]。从生化功能角度划分，泛凋亡复合物可以分为3个部分：传感器，典型代表有ZBP1和NLRP3；适配器，包括凋亡相关斑点样蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing a caspase recruitment domain，ASC)与Fas相关死亡结构域蛋白(fas-associated protein with death domain，FADD)等；催化效应器，包括RIPK1、RIPK3、CASP1以及CASP8
[11-12]。泛凋亡复合物的结构组成与功能分工，决定了其信号传导具有层级化特征。泛凋亡的层级化信号传导过程始于上游传感器分子对病原体相关的内源性或外源性危险信号的识别，进而启动泛凋亡程序；随后，中游适配器蛋白通过蛋白间相互作用(如结构域特异性结合)，将上游信号整合并传导至下游效应器蛋白，决定细胞死亡途径的激活类型(如焦亡、凋亡、坏死性凋亡的协同激活)；最终，效应器蛋白通过介导细胞结构破坏、细胞膜损伤或炎症因子(如IL-1β、IL-18)释放，引发泛凋亡
[8]。它们的构成并非一成不变，而是会依据引发泛凋亡的刺激因素，以及识别该刺激的天然免疫感受器的差异而发生变化
[13-14]。目前已明确了4种对泛凋亡复合物起作用的调节因子，分别是ZBP1、RIPK1、AIM2以及NLRP12
[8]。见
图2。
2.1 ZBP1-PANoptosome
ZBP1的N端含两个Z-DNA结合结构域(Zα结构域)，中间含两个受体RIP同型相互作用基序(RIP Homotypic Interaction Motif，RHIM)结构域[12,15]。Zα结构域是识别病毒感染和激活相关免疫反应的关键，RHIM结构域ZBP1能与RIPK1、RIPK3等含RHIM的蛋白相互作用[15]。ZBP1-PANoptosome由ZBP1、NLRP3、FADD、ASC、Caspase-1/6/8、RIPK1和RIPK3等构成[3,14]。当ZBP1被激活后，通过其RHIM结构域与RIPK3相互作用，一方面激活caspase-8，促进MLKL磷酸化，触发细胞凋亡和坏死性凋亡途径；另一方面，ZBP1通过含有FADD和caspase-8的DISC与NLRP3相互作用，导致IL-1β和IL-18的释放，激活焦亡，启动ZBP1-PANoptosome的组装并触发泛凋亡[14,16-17]。
2.2 RIPK1–PANoptosome
RIPK1是丝氨酸/苏氨酸激酶家族成员，在细胞死亡进程中扮演关键角色。其拥有独特结构，包括N端激酶结构域、C端死亡结构域、桥接中间结构域及RHIM结构域[18]。研究发现，耶尔森菌产生的毒素YopJ能够通过抑制TAK1，诱导巨噬细胞中的泛凋亡激活[11]。并促使RIPK1-PANoptosome的组装。这一复合物包含RIPK1、RIPK3、caspase-8、ASC、FADD和NLRP3等关键蛋白。TAK1作为RIPK1介导的细胞凋亡的主要负调控因子，可通过抑制RIPK1的磷酸化过程，有效阻止细胞发生自发性的细胞焦亡、凋亡和坏死性凋亡，在泛凋亡复合物的调控中起着开关作用[19]。目前，仅揭示了RIPK1-PANoptosome受TAK1调控的激活和组装机制。
2.3 AIM2–PANoptosome
AIM2 作为一种DNA传感器，由N端pyrin结构域和C端寡核苷酸结合HIN结构域构成，N端能与ASC相互作用，C端可结合dsDNA，进而推动复合物的构建，并引发调节性细胞死亡(regulated cell death，RCD)[14,20]。鉴于上述 AIM2 与相关分子间的相互作用特性，它被认定为炎性小体传感器。当AIM2识别 dsDNA 后发生构象变化，其N端pyrin结构域，一方面，与ASC相互作用，促进炎性小体的组装；另一方面，与ZBP1相互靠近并结合，促使AIM2介导的泛凋亡复合物形成[21]。共同招募ASC、caspase-1、caspase-8、RIPK1、RIPK3和FADD等分子，共同构建形成AIM2-PANoptosome[8,14]。AIM2-PANoptosome形成后，激活caspase-1、3、7、8，激活GSDMD和GSDME，磷酸化RIPK3和MLKL，最终诱导泛凋亡并释放炎症因子。
2.4 NLRP12 - PANoptosome
NLRP12是NOD样受体(NLR)家族成员，参与细胞内免疫信号传导过程[8]。在机体面临特定微生物侵袭的状况下，NLRP12能够作为传感器与ASC、caspase-8和RIPK3，共同形成泛凋亡复合物[22]。该复合物激活特征表现为一系列特定细胞死亡分子的激活，包括caspase-1、GSDME、caspase-8、caspase-3、caspase-7和磷酸化的MLKL等，引发炎症细胞死亡[22-23]。在溶血性疾病、感染、炎症和一些肿瘤的先天免疫反应中起关键作用。
3 泛凋亡与心脏相关性疾病
泛凋亡作为一种程序性细胞死亡方式，在心血管疾病的发生、发展进程中起着重要作用，在心肌病、心力衰竭、心肌缺血再灌注损伤等多种心血管疾病中，均存在泛凋亡的异常激活现象[16]。
3.1 泛凋亡与致心律失常性心肌病
泛凋亡与心肌病的机制研究较多。致心律失常性心肌病属于遗传性心肌病，由编码桥粒蛋白的基因突变所致[24]。典型的桥粒斑蛋白(desmoplakin，DSP)在细胞中能够将桥粒斑、中间丝和微管网络相连，DSP基因突变会引发致心律失常性心肌病，即桥粒斑蛋白心肌病，典型特征为双心室扩大与功能障碍、心肌纤维化及心律失常；心肌细胞ZBP1表达显著上调，使凋亡、坏死性凋亡、焦亡等泛凋亡相关标志物增多；抑制 β-catenin减少泛凋亡，降低因泛凋亡所引发的细胞死亡，表明泛凋亡在致心律失常性心肌病中意义重大[24-25]。
3.2 泛凋亡与脓毒症诱发的心肌病
脓毒症是因宿主对感染产生失调反应而引发的危及生命的疾病，其典型表现为器官功能障碍。由IL-1β、IL-6和TNF-α等细胞因子失衡所引发的细胞因子风暴，打破了机体正常的免疫平衡，最终导致器官功能受损[26]。脓毒症诱发的心肌病的发病机制仍未彻底阐明。脓毒症状态下，TLR4-NF-κB信号通路被激活，进而促使机械门控阳离子通道Piezo1(是一种机械敏感的离子通道)表达上调，与心肌细胞的泛凋亡紧密相关。使用GsMTx4抑制Piezo1能够显著缓解脓毒症引发的心功能障碍，降低活性氧生成，减轻炎症反应，抑制泛凋亡，同时改善线粒体功能障碍[27]。Piezo1在脓毒症诱发的心肌病中充当传感器角色，靶向抑制Piezo1有望成为脓毒症诱发心肌病的潜在治疗靶点。有研究发现，在LPS诱导的脓毒症性心肌病中泛凋亡复合体激活，表现为ZBP1、MLKL、Cleaved-caspase3、Caspase-8和NLRP3等泛凋亡标志物mRNA水平显著上调；给予小柴胡汤可通过抑制ZBP1蛋白的激活，有效阻断泛凋亡信号级联传递，同时显著降低促炎细胞因子IL-6、IL-1β和TNF-α的系统性释放，遏制致死性细胞因子风暴的形成对脓毒症诱导的心肌病起到保护作用[28]。
3.3 泛凋亡与阿霉素诱导的心肌病
在阿霉素(Doxorubicin，DOX)诱导的心肌病中，DOX致使mtDNA释放至细胞质，AIM2识别后构象改变，进而与ZBP1、Pyrin形成灵活骨架，募集Caspase-1、Caspase-3、Caspase-8、RIPK1和RIPK3，最终引发焦亡、细胞凋亡及坏死性凋亡。FUN14结构域包含蛋白1(FUN14 Domain Containing 1，FUNDC1)是一种线粒体膜蛋白可调控线粒体完整性，阻止mtDNA向胞质释放并抑制泛凋亡小体激活，而FUNDC1缺失可加剧DOX诱导的心肌细胞的泛凋亡和线粒体损伤亡，导致心脏功能障碍[29]。Wen等发现Rho家族GTP酶3(Rnd3)与Rock1(Rho-associated kinase 1)相互作用，抑制Drp1在Ser616位点磷酸化和Drp1介导的线粒体分裂，缓解DOX诱导的泛凋亡反应，改善心脏功能[30]。双金属簇纳米酶作为一类可模拟天然酶催化功能的人工酶模拟物，能够通过使泛凋亡核心反应蛋白ZBP1、caspase-3、磷酸化的MLKL和GSDMD的表达降低，显著减少DOX所致的心肌细胞泛凋亡、改善心脏功能[31]。
3.4 泛凋亡与心肌缺血再灌注
心肌缺血再灌注损伤与泛凋亡存在紧密联系。Piezo1离子通道在心血管系统的生理及病理生理过程中发挥着广泛作用，其功能涉及心肌缺血再灌注损伤调控、血管稳态维持、血管重塑机制、动脉粥样硬化发生发展以及心力衰竭病理进程等多个关键环节[27,32]。在心肌缺血再灌注损伤时，Piezo1会与caspase-8相互作用，进而激活心肌细胞的泛凋亡，最终引发心功能不全。因此，Piezo1可能通过caspase-8介导的心肌细胞泛凋亡加重心脏缺血再灌注损伤[32]。Cui等研究表明，心肌缺血再灌注损伤促使ZBP1、FADD和RIPK3相互作用，在介导细胞死亡中至关重要，在RIPK3存在时，ZBP1能与FADD、caspase-8作用触发凋亡，还可直接诱导MLKL介导的坏死性凋亡，甚至激活NLRP3炎性小体所引发焦亡[33]。而盐酸戊乙环定能通过调节ZBP1影响PANoptosis，进而影响缺血再灌注损伤[33]。心肌梗死是缺血性心脏病最常见的类型，而仙灵骨葆能与NLRP3、Caspase3和RIP1相互作用，抑制泛凋亡相关蛋白，减轻心肌纤维化和炎症浸润，恢复射血功能，缓解心肌梗死[34]。
3.5 泛凋亡与心力衰竭
Li等[35]筛选出心衰特异性RNA结合蛋白(RBP)的3种亚型(C1、C2、C3)和10个可诊断心衰风险的特征基因，与免疫细胞浸润、泛凋亡基因相关。而Jia[36]发现心力衰竭标本中泛凋亡相关基因存在明显失调，确定了潜在治疗靶点，为心衰提供更有效的治疗策略。对衰竭心脏单核/巨噬细胞评估发现，2型糖尿病患者心肌梗死后线粒体自噬功能障碍会释放线粒体mtDNA，导致巨噬细胞中AIM2和NLRC4炎性小体激活，加速心衰。心肌细胞肉碱乙酰转移酶缺陷增强I型干扰素反应，激活AIM2炎性小体反应。同时消除caspase-1、cGAS或AIM2可逆转心衰。IL-1β主要源于炎性小体，AIM2炎性小体作为IL-1β主要产生者，是心衰研究的潜在重点[37]。
4 泛凋亡与血管相关性疾病
4.1 动脉粥样硬化
Chen等[38]通过对相关基因的分析，筛选出ACP5和HMOX1为可能与泛凋亡相关的动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)诊断基因；同时筛选出36个与泛凋亡亚型相关的AS特征基因。Song[39]鉴定出CNTN4、FILIP1、PHGDH和TFPI2这4个与颈动脉粥样硬化相关的泛凋亡相关诊断基因。泛凋亡主要在免疫细胞(尤其巨噬细胞)中被发现，而巨噬细胞在AS斑块的起始、生长和破裂中起核心作用。氧化低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein，ox-LDL)作为AS的关键致病因子可直接诱导巨噬细胞泛凋亡，胆固醇晶体通过激活NLRP3炎症小体触发巨噬细胞焦亡、凋亡和坏死性凋亡级联反应，AIM2炎症小体则感知氧化DNA损伤或复制应激加剧巨噬细胞泛凋亡，三者通过RIP3/MLKL(坏死性凋亡)、caspase-3/GSDME(焦亡与凋亡交叉)、NLRP3/AIM2(炎症小体)等通路的交互作用形成“死亡-炎症”正反馈，导致巨噬细胞释放大量IL-1β、IL-6、TNF-α等促炎细胞因子，破坏斑块内稳态、诱导血管平滑肌细胞凋亡和细胞外基质降解以削弱纤维帽稳定性，并增加斑块内死亡细胞堆积、促进坏死核心形成而使斑块易破裂[14,40-41]。
4.2 胸主动脉瘤和主动脉夹层
主动脉夹层及破裂的关键特征在于主动脉中层血管平滑肌细胞的进行性减少。胸主动脉瘤和动脉夹层作为一种极具破坏性的大血管疾病，其致病机制尚不清楚。在胸主动脉瘤和主动脉夹层小鼠中，抑制ZBP1能阻断泛凋亡相关基因表达，N-GSDMD、cleaved-caspase3和磷酸化MLKL水平也会随之降低，泛凋亡的激活过程得以抑制，进而减缓胸主动脉瘤和主动脉夹层的病理进程[42-43]。
4.3 血管性损伤
泛凋亡在干预靶点研究、药物研发和环境因素对心血管影响的研究中也备受关注。污染物与重金属对心脏和血管的损伤可能存在共同机制——泛凋亡。小鼠实验显示，污染物(如聚苯乙烯纳米塑料)与重金属(如镉、砷)共暴露会上调泛凋亡相关基因及蛋白表达，引发动脉弹性纤维损伤、血管平滑肌细胞减少及炎症因子释放。其机制涉及诱导活性氧蓄积、破坏线粒体功能，触发泛凋亡小体组装与活化，最终通过泛凋亡通路加剧心血管损伤[44-45]。
5 结语
在PCD研究中，泛凋亡作为一种新兴且独特的PCD形式，整合了细胞凋亡、细胞焦亡和坏死性凋亡的关键"元件"。这一整合特性集中体现于泛凋亡复合体的形成与激活。从作用机制来看，泛凋亡复合物由
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