程序性细胞死亡这个领域，可以说越深挖越有料。我们之前已经聊过铁死亡（点击查看）、焦亡（点击查看），还有大家熟悉的凋亡。对于凋亡，咱们也讲过半胱氨酸蛋白酶（点击查看）在凋亡里的作用，还拆解过线粒体内源性凋亡（点击查看）。

今天，咱们就来聊一个更有意思的话题：Caspase-8这个细胞命运的开关是怎么调控细胞走向死亡受体介导的外源性凋亡（extrinsic apoptosis）与坏死性凋亡（necroptosis）两种截然不同的结局的。更值得关注的是，我们还能通过特定的诱导剂和抑制剂，人为调控这两种死亡方式，这也让它们在疾病治疗中拥有了独特的应用潜力。

死亡受体介导的外源性凋亡是凋亡的一个类型。在正常情况下。激活的Caspase-8特异性切割激活下游效应型胱天蛋白酶（Caspase-3和Caspase-7）。成熟的效应型Caspase会切割细胞内的底物蛋白，推动细胞进入外源性凋亡。与此同时，Caspase-8还可以通过切割激活BCL-2家族中的促凋亡蛋白BID（BH3-only蛋白），产生截短型BID（tBID），激活BCL-2途径。该过程中释放到细胞质中的细胞色素c会与Apaf-1、procaspase-9结合形成凋亡小体，进一步激活Caspase-9，后者再放大对Caspase-3、Caspase-7的激活效应，确保凋亡程序的彻底启动，实现细胞的“安静退场”。此外，激活的Caspase-8可以特异性识别并切割RIPK1的Asp324位点，使RIPK1发生裂解失活，从而阻断其向坏死性凋亡通路的传导。

若Caspase-8被药物或病原体抑制，原本该启动的凋亡程序被阻断，死亡信号会发生“改道”，启动坏死性凋亡通路。

坏死性凋亡名称中虽然包含“凋亡”，其实是独立于凋亡的另一种程序性细胞死亡；而名称中包含“坏死”，是因为其细胞死亡的形态与坏死高度相似。坏死性凋亡会导致细胞剧烈崩解，释放胞内内容物（如损伤相关分子模式DAMPs），引发局部炎症反应，常出现在感染、严重损伤等场景中，是机体对抗病原体的重要防御手段。

坏死性凋亡的执行主要依靠RIPK1、RIPK3和MLKL。RIPK1和RIPK3都属于胞质丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。它们N端是激酶结构域(KD)，负责结合ATP，完成磷酸化。其后是中间结构域(ID)，含RHIM序列，可以结合其它蛋白的RHIM结构域。另外，RIPK1的C端还有个死亡结构域（DD），负责结合DISC中的TRADD、FADD等蛋白。RIPK的Ser166位点磷酸化可以被自身磷酸化实现激活。而RIPK3的Thr231/Ser232位点可以被激活的RIPK1磷酸化，从而实现它的激活。MLKL属于伪激酶，自身没有激酶活性，包含N端疏水螺旋结构（4HB）、中间螺旋结构域（Brace）和C端激酶样结构（PsKD）。正常状态下，N端会被C端遮蔽，一旦被RIPK3磷酸化（Thr357/Ser358位点），就会发生构象改变暴露N端。

Caspase-8被抑制后，RIPK1得以稳定存在并自我激活。激活后的RIPK1会通过RHIM结构域，与RIPK3的RHIM结构域相互作用并使其发生磷酸化激活，RIPK1-RIPK3异源二聚体复合物形坏死小体。坏死小体中，激活的RIPK3作为丝氨酸/苏氨酸激酶，会进一步特异性磷酸化MLKL的Thr357/Ser358位点。磷酸化后的MLKL会通过N端疏水性结构域结合细胞膜，通过寡聚化组装在细胞膜上形成具有通透性的孔道复合物。该孔道复合物会破坏细胞膜的脂质双层结构和细胞内外的渗透压平衡，最终引发细胞肿胀、细胞器崩解。

死亡受体相关蛋白，其实是小分子药物领域公认的难成药靶点。这类蛋白结构复杂又偏柔性，胞外区域缺少适合小分子牢牢结合的深口袋，加上不同受体胞外结构域同源性极高，很容易出现脱靶、引发毒副作用。也正因如此，目前上市和主流研发的干预药物，大多是大分子抗体类，部分抗体药已经成功应用于临床，比如英夫利昔单抗。当然科研中也有常用的小分子调节剂，诱导剂以DR5激活剂Bioymifi（B8785）为代表，抑制剂则包括Caspase-8抑制剂Z-IETD-FMK（B3232）、TNFR抑制剂R-7050（C3129），以及TNF-α抑制剂WP9QY（C5260）等。

APExBIO外源性凋亡和坏死性凋亡相关小分子化合物，已为全球多个国家的科研工作者的相关研究提供核心实验支持，相关应用成果更获多篇高分学术文献引用背书。其中，Necrostatin-1（A4213，铁死亡调控：System xc⁻-GSH-GPX4与RSL3 核心机制+实用指南），Necrostatin-2（A3652，Erastin和Ferrostatin-1：铁死亡研究的“黄金搭档”），Z-IETD-FMK（B3232，PFMK系列抑制剂：半胱氨酸蛋白酶的靶向猎手，程序性细胞死亡的破局利器）在2025年成功助力多家科研机构在高分刊物发表重磅科研成果。今天我们再来看这篇同济大学研究团队发表在《Advanced Science》上的文献，展示我们的产品在坏死性凋亡研究场景中的应用价值。

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Z-VAD-FMK（A1902）：阻断凋亡通路，实验结果排除凋亡。

Necrostatin-1（A4213）：阻断坏死性凋亡通路，实验结果排除坏死性凋亡。

3-Methyladenine（A8353）：阻断自噬，实验结果证实自噬性死亡是LSPs介导的主要死亡方式。

纳米尖刺结构能通过机械应力影响细胞命运，但目前这类纳米颗粒多仅用作药物载体，并没有在肿瘤治疗中发挥关键作用。溶酶体对机械信号十分敏感，机械应力引发的溶酶体膜透化，或是启动细胞程序性死亡的关键，而机械力诱导溶酶体损伤后，如何调控细胞命运的分子通路，目前仍未明确。

研究人员合成不同长度的金纳米尖刺LSP，MSP，SSP，并通过CCK-8、LDH释放实验检测对LLC细胞的毒性。结果显示，不同长度的纳米尖刺理化性质相近但毒性差异显著。说明金纳米尖刺的尖刺长度是决定抗癌细胞毒性的核心因素，最长的纳米尖刺LSP（254.2 nm）为最优抗癌形态。

为探究纳米尖刺与溶酶体的相互作用，以及尖刺形态对溶酶体膜的影响，研究人员通过普鲁士蓝染色、ICP-MS和免疫荧光验证其细胞内吞效率与溶酶体靶向性，观察溶酶体膜形态变化，还通过激光消融尖刺，检测其对溶酶体膜透化和细胞毒性的影响。结果发现，纳米尖刺的内吞效率和毒性无正相关，约 80% 可靶向溶酶体，其中LSP能造成溶酶体膜破裂，而激光消融可让LSP尖刺变钝，显著抑制溶酶体膜透化、降低细胞毒性。这说明金纳米尖刺会机械性破坏溶酶体膜，尖刺结构的完整性是诱导膜透化的关键，激光消融能实现其细胞毒性的可控调节。

研究人员还通过模拟计算，分析了LSP与不同直径溶酶体作用的应力变化，结果证实5.233~9.902kPa是诱导溶酶体膜损伤的关键应力阈值，LSP能产生超阈值应力引发膜破裂，且机械应力的大小与尖刺长度直接相关。

为了明确LSP诱导细胞死亡的方式，研究人员使用凋亡抑制剂Z-VAD-FMK（A1902），坏死性凋亡抑制剂Necrostatin-1（A4213），自噬抑制剂3-Methyladenine（A8353）等不同细胞死亡通路抑制剂筛选主导死亡方式。结果显示，自噬抑制剂可显著逆转LSP的细胞毒性。透射电镜和转录组测序结果表明，LSP可促进自噬体形成并上调自噬相关基因。Co-IP和免疫荧光证实Gal3与Trim16存在物理相互作用，LSP可以激活Gal3-Trim16-ULK1信号轴，而通过抑制剂或基因沉默抑制该信号轴可以降低自噬水平并恢复细胞存活率。以上结果说明说明LSP通过激活Gal3-Trim16-ULK1信号轴诱导肿瘤细胞自噬。

为了验证LSP在体内的抗癌效果和作用机制，研究人员构建LLC荷瘤小鼠模型，设置不同处理组检测肿瘤抑制率。结果显示，LSP 对肿瘤的抑制率达77.8%，激光消融或自噬抑制剂会显著削弱其抑瘤作用。它能上调肿瘤组织自噬标志物、激活Gal3-Trim16信号轴，且主要富集在肿瘤组织，对机体主要器官无病理损伤。可见，LSP在体内同样可以高效诱导Gal3-Trim16介导的肿瘤细胞自噬，且生物安全性和可控性良好。

金纳米尖刺LSP可高效靶向肿瘤细胞溶酶体，引发膜损伤。激光可消融尖刺、降低机械应力，实现细胞毒性的可控调节。LSP诱导的溶酶体膜损伤通过Gal3-Trim16-ULK1信号轴触发肿瘤细胞自噬。LSPs在体内高效肿瘤抑制，且对机体主要器官无明显毒性，生物安全性良好且可控，为肿瘤治疗提供了全新的机械调控策略，也为机械药物的合理设计提供了新见解。

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