中国组织工程研究 ›› 2025, Vol. 29 ›› Issue (19): 4132-4144.doi: 10.12307/2025.066
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线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡在阿尔茨海默病中的作用机制及进展
刘丹丹1，秦合伟1，2
- 1河南中医药大学康复医学院，河南省郑州市 450046；2河南中医药大学第二附属医院康复医学科，河南省郑州市 450002
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收稿日期:2024-03-04接受日期:2024-04-25出版日期:2025-07-08发布日期:2024-09-13 -
通讯作者:秦合伟，博士，副主任医师，河南中医药大学康复医学院，河南省郑州市 450046；河南中医药大学第二附属医院康复医学科，河南省郑州市 450002 -
作者简介:刘丹丹，女，硕士，主要从事心脑血管中医药康复研究。 -
基金资助:中原英才计划中原青年拔尖人才项目资助(豫组通[2021]44号)，项目负责人：秦合伟；河南省中医药拔尖人才培养项目资助(豫卫中医函[2021]15号)，项目负责人：秦合伟；河南省中医学“双一流”创建科学研究专项课题(HSRP-DFCTCM-2023-3-27)，项目负责人：秦合伟
Mechanism of action and progress of mitophagy, ferroptosis, cuproptosis, and disulfidptosis in Alzheimer’s disease
Liu Dandan1, Qin Hewei1, 2
- 1School of Rehabilitation Medicine, Henan University of Chinese Medicine, Zhengzhou 450046, Henan Province, China; 2Department of Rehabilitation Medicine, Second Affiliated Hospital of Henan University of Chinese Medicine, Zhengzhou 450002, Henan Province, China
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Received:2024-03-04Accepted:2024-04-25Online:2025-07-08Published:2024-09-13 -
Contact:Qin Hewei, PhD, Associate chief physician, School of Rehabilitation Medicine, Henan University of Chinese Medicine, Zhengzhou 450046, Henan Province, China; Department of Rehabilitation Medicine, Second Affiliated Hospital of Henan University of Chinese Medicine, Zhengzhou 450002, Henan Province, China -
About author:Liu Dandan, Master, School of Rehabilitation Medicine, Henan University of Chinese Medicine, Zhengzhou 450046, Henan Province, China -
Supported by:Central Plains Youth Top Talent Project Supported by Central Plains Talent Program, No. [2021]44 (to QHW); Henan Province TCM Top Talent Training Project, No. [2021]15 (to QHW); a Special Scientific Research Project on the Establishment of “Double First-class” TCM in Henan Province, No. HSRP-DFCTCM-2023-3-27 (to QHW)
摘要：
文题释义：
阿尔茨海默病：是一种神经退行性疾病，其特征是形成含β-淀粉样蛋白的细胞外斑块和含磷酸化Tau蛋白的细胞内神经原纤维缠结。铜死亡：是由细胞内异常积累的铜离子与三羧酸循环中硫辛酸酯化组分直接结合，导致线粒体硫辛酸酯化蛋白寡聚化以及随后出现铁硫簇蛋白的丢失，进而诱发蛋白质毒性应激，从而导致的一种新型细胞死亡形式。
摘要
背景：近年来，随着对细胞程序性死亡的深入研究，阿尔茨海默病损伤涉及的新型程序性死亡模型(线粒体自噬、铁死亡、铜死亡及双硫死亡)正逐渐兴起并且未来具有较大研究空间。
目的：对新型程序性细胞死亡模式(线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡)的分子机制、新型细胞死亡模式的串扰机制、临床转化等在阿尔茨海默病的研究进展进行综述，为探索新型细胞死亡模式在阿尔茨海默病中的作用机制和药物靶点提供新视角。
方法：由第一作者应用计算机检索1991-2024年中国知网和PubMed数据库收录的文献，最终纳入101篇文章进行综述分析。
结果与结论：①细胞程序性死亡作为维持细胞正常更新和内环境稳态的必要调节途径，其中线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡等新型细胞程序性死亡是目前生命科学的热门研究领域。②线粒体自噬能够清除阿尔茨海默病神经元中受损线粒体，降低细胞内活性氧，恢复阿尔茨海默病中神经元细胞的能量代谢和信号转导，在调控神经元健康和功能中起着至关重要的作用。③铁死亡在阿尔茨海默病中的研究备受关注，能够通过胱氨酸/谷氨酸、铁代谢及多不饱和脂肪酸等多种途径调控阿尔茨海默病，从而影响Aβ沉积及Tau蛋白磷酸化，近期研究显示天然多酚、酸枣仁汤、茯苓酸和维生素E等可在阿尔茨海默病中抑制铁死亡。④铜死亡是涉及铜的依赖、脂酰化蛋白的积累以及铁硫簇蛋白减少的一种新型独特细胞死亡形式，其过量铜暴露可能会直接与Aβ斑块和淀粉样蛋白前体蛋白相互作用，加重阿尔茨海默病的认知障碍，目前铜死亡研究领域正兴起，作用机制尚未完全阐明。⑤双硫死亡作为一种新兴细胞程序死亡形式，由胱氨酸过量积累以及葡萄糖饥饿引起二硫化物应激，导致对与阿尔茨海默病有关的肌动蛋白骨架受损。⑥各类细胞程序性死亡模式在阿尔茨海默病发病机制中存在串联机制，形成了以自噬为核心的各类程序性死亡的相互作用网络，为多层次、多靶点调控阿尔茨海默病提供了巨大潜力，“自噬-坏死性凋亡-焦亡/铁死亡”之间的串扰网络机制共同调控阿尔茨海默病。⑦铜死亡和双硫死亡作为一种新的程序性死亡方式，目前在阿尔茨海默病中报导不够深入，未来仍然需要进一步的研究及持续关注。⑧由于线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡大多数研究都基于基础实验或生物信息学分析，缺乏大规模及长期的临床研究验证，未来需进一步深入探讨，以期为治疗阿尔茨海默病提供新思路和有效策略。
https://orcid.org/0009-0003-4755-158X (刘丹丹)；https://orcid.org/0009-0006-0172-4723 (秦合伟)
中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程
中图分类号:
引用本文
刘丹丹, 秦合伟. 线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡在阿尔茨海默病中的作用机制及进展[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(19): 4132-4144.
Liu Dandan, Qin Hewei. Mechanism of action and progress of mitophagy, ferroptosis, cuproptosis, and disulfidptosis in Alzheimer’s disease[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2025, 29(19): 4132-4144.
2.1 新型细胞程序性死亡概述 线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡是在阿尔茨海默病中逐渐兴起的新型细胞程序性死亡形式，因此接下来主要介绍这4类程序性死亡的发展历程。首先，线粒体自噬作为一种新型的细胞程序性死亡途径，此概念最早由LEMASTERS[8]于2005年正式提出，他观察到线粒体膜电位丧失和线粒体通透性膜孔开放能引起线粒体自噬[8-10]。其次，DOLMA等[11]在2003年首先发现铁死亡经典激动剂erastin能够致死肾素-血管紧张素系统突变的人皮肤成纤维细胞，为发现铁死亡奠定基础。在2012年，DIXON团队[12]发现铁死亡经典途径胱氨酸/谷氨酸反向转运系统，并把这种细胞死亡形式命名为铁死亡。有研究发现酰基辅酶A合成酶长链家族成员4能够通过不饱和脂肪酸途径加重铁死亡的敏感性，并发现新型铁死亡调控因子铁死亡抑制蛋白1[13-14]。随后，TSVETKOV等[15]发现细胞死亡与线粒体呼吸和硫辛酸途径高度相关，并将这种独特细胞死亡形式命名为铜死亡。随后，LIU等[16-17]在2023年揭示由葡萄糖饥饿引起的二硫化物应激诱导细胞死亡机制为双硫死亡。新型程序性死亡的发展历程见图3。
细胞程序性死亡是生物体通过发育程序和应激诱导的信号刺激膜结合蛋白和胞质蛋白，进而诱导复杂的转录变化和翻译后蛋白修饰的一类细胞死亡途径[18]。据报道，在成人身体中，每天有700亿-1 000亿个细胞发生程序性死亡，以维持细胞正常更新和生理稳态[19]。程序性死亡的形态学特征主要有细胞大小改变、细胞膜起泡、细胞质空泡化、DNA缩合以及蛋白质降解等，目前研究新兴的细胞死亡模式主要包括线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡等[20]。细胞程序性死亡的异常调节与神经退行性疾病的病理生理过程密切相关，同时这也为探索更多防治细胞程序性死亡紊乱的作用机制提供了新的研究方向[21]。
2.2 线粒体自噬与阿尔茨海默病
2.2.1 线粒体自噬的内在机制 自噬包括选择性和非选择性两种类型，选择性自噬通过清除功能失调的或多余的代谢物质及细胞器，其中线粒体自噬即属于选择性自噬的范畴。线粒体一分为二分裂完成后，自噬系统精准靶向受损线粒体，并与溶酶体结合进行降解，从而清除过度的活性氧以维持线粒体质量控制，此过程称为线粒体自噬[22]，其形态学特征表现为胞质无定形，核碎断固缩，形成大量吞噬泡[22]。首先，丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶/帕金蛋白信号通路是介导线粒体自噬最经典研究最深入的通路。含有线粒体靶向序列PTEN诱导假定激酶1能够特异地聚集在去极化线粒体上[23]。帕金蛋白是一种E3泛素连接酶，广泛存在于细胞质中[24]。当线粒体受损导致膜电位减少时，PTEN诱导假定激酶1向内膜的输入受到抑制进而聚集在线粒体外膜上[25]，聚集在外膜上的PTEN诱导假定激酶1与线粒体外膜相关酶形成复合物，促进PTEN诱导假定激酶1激活帕金蛋白。PTEN诱导假定激酶1首先磷酸泛素化帕金蛋白的N-末端泛素样结构域Ser65位点。由于帕金蛋白锌指结构域RING具有典型的泛素连接酶环状结构，它可以与E2泛素连接酶结合，并将泛素转移到RING中的半胱氨酸(Cys431)中，形成泛素-硫酯中间体。而N-末端泛素样结构域在Ser65位点的磷酸化以及RING结构域的突变会破坏N-末端泛素样结构域与RING的结合，增加帕金蛋白对激活的敏感性，导致帕金蛋白的空间构象发生改变，转化为E3泛素连接酶，进而通过与E2泛素结合酶的协同作用促进多种线粒体蛋白泛素化，使得受损线粒体被磷酸化泛素链包裹[25]。最终，在人微管相关蛋白轻链3 复合物存在的情况下，自噬体吞噬受损线粒体并与溶酶体融合直至降解[26]。同时，PTEN诱导假定激酶1可通过独立于招募帕金的方式触发线粒体自噬。当线粒体功能失调时，位于线粒体外膜上的PINK1可将自噬受体含钙结合结构域和视神经病变诱导反应蛋白招募到线粒体中，随后激活自噬启动子人重组蛋白1诱导线粒体自噬产生[27]。线粒体外膜上有许多可以与LC3结合的受体，这些受体可以绕过PINK1/Parkin途径介导的泛素化过程，直接启动线粒体自噬[28]。LC3受体主要包括B淋巴细胞-2基因同源性、乳头样蛋白X和FUN14结构域蛋白1等。
2.2.2 线粒体自噬在阿尔茨海默病中存在的实验证据 神经元的能量代谢与信号转导需要严重依赖线粒体来支持其功能，因此线粒体自噬通过有效降解受损的神经元内线粒体，从而在神经元健康和功能中起着至关重要的作用。在神经元中，大多数溶酶体所在的体细胞中能够清除自噬底物。线粒体自噬受损主要发生在死后人类阿尔茨海默病脑组织以及阿尔茨海默病诱导多功能干细胞衍生的神经元和阿尔茨海默病动物模型中[29]。研究表明，阿尔茨海默病中的磷酸化的人重组蛋白1与认知正常的对照样本相比出现降低的现象，这说明阿尔茨海默病患者死后脑组织中线粒体自噬机制的启动受损，同时对秀丽隐杆线虫的研究发现，Aβ和Tau诱导的突变体抑制PTEN诱导假定激酶1、乳头样蛋白X或帕金蛋白依赖性线粒体自噬通路[29]。因此，阿尔茨海默病中存在线粒体自噬异常表达。然而，阿尔茨海默病中异常的线粒体自噬与Aβ沉积和Tau磷酸化程度有关。线粒体自噬调控阿尔茨海默病的作用机制见图4。
2.2.3 线粒体自噬通过调控Aβ沉积和Tau蛋白磷酸化改善阿尔茨海默病的作用机制 近期PTEN诱导假定激酶1/帕金蛋白介导线粒体自噬靶向调节阿尔茨海默病中Aβ沉积的研究已逐渐兴起。研究显示，进行性Aβ积累显著诱导帕金蛋白募集到去极化的线粒体，并伴有细胞溶质帕金蛋白耗竭[30]。有研究者研究了一种新型小分子线粒体自噬诱导剂ALT001，发现ALT001通过人重组蛋白1依赖性替代线粒体自噬通路诱导线粒体自噬，从而缓解APP突变体诱导的线粒体功能障碍，减轻Aβ蛋白积累，最终逆转PS2APP和5xF阿尔茨海默病小鼠认知障碍缺陷[31]。同时研究显示，早老素1能够调节调节PTEN诱导假定激酶1的表达。其中γ分泌酶催化核心中的早老素1能够导致Aβ及其C端对应物的产生，这种对应物又能反过来上调PTEN诱导假定激酶1和人微管相关蛋白轻链3水平，使其线粒体自噬增强，改善阿尔茨海默病[32]。新型线粒体自噬受体即精神分裂症紊乱因子1已被证明在阿尔茨海默病人脑样本和APP/PS1小鼠中减少[33]。WANG等[33]研究显示，在体外精神分裂症紊乱1的siRNA抑制阻断了Aβ或者自噬激活剂CCCP诱导的线粒体自噬；而过表达精神分裂症紊乱1能够促进PTEN诱导假定激酶1/帕金蛋白通路介导的线粒体自噬，恢复线粒体外膜复合物转移酶或线粒体相关内质网膜的异常表达，减少线粒体中过量的Aβ沉积，进而保护神经突触免受Aβ积累诱导的毒性。
此外，运动对缓解阿尔茨海默病也具有一定作用，ZHAO等[34]研究发现，对APP/PS1小鼠进行运动跑步机训练，小鼠海马体中的沉默调节蛋白1-叉头转录因子1/3轴的激活能够上调PTEN诱导假定激酶1/帕金蛋白通路介导的线粒体自噬活性，减少Aβ蛋白斑块的积累，并改善学习和记忆能力的丧失。线粒体自噬除了能够抑制Aβ沉积外，也与阿尔茨海默病中tau蛋白磷酸化有密切联系。尿石素A作为一种植物化学物质，能够通过启动哺乳动物的线粒体自噬机制，从而对线粒体功能和稳态产生重要影响。研究表明，FANG等[29]发现Tau诱导的APP/PS1小鼠在尿石素A干预下能够激活PTEN诱导假定激酶1/帕金蛋白通路依赖性线粒体自噬，进而减少Tau磷酸化导致认知功能障碍和病理改变。同时，在3xTg阿尔茨海默病小鼠中，给予尿石素A治疗也能改善小鼠记忆障碍并显著降低Tau过度磷酸化[35]。目前已有相关分子能够通过靶向线粒体自噬进而调控阿尔茨海默病中的Tau蛋白磷酸化，减少疾病发生。例如，PRADEEPKIRAN等[36]最近开发的一种分子DDQ已被证明可以减少异常的蛋白质-蛋白质相互作用，并保护神经元免受疾病过程中突变蛋白诱导的毒性。DDQ通过增强沉默调节因子3活性并激活小鼠海马神经元细胞系中PTEN诱导假定激酶1介导线粒体自噬通路，使得p-tau蛋白和总tau蛋白含量显著降低，最终减轻阿尔茨海默病病理。除此之外，自噬受体(如视神经病变诱导反应蛋白)能够以帕金非依赖性方式激活线粒体自噬进而抑制APP/PS1小鼠的记忆丧失[37]。
2.3 铁死亡与阿尔茨海默病 铁死亡是一种新型程序性细胞死亡形式，通常以胱氨酸/谷氨酸转运体抑制、铁代谢异常和脂质代谢增多等为特点[38]，其形态学特征主要存在于线粒体中，包括细胞核完整但小线粒体增多、线粒体膜密度增加、线粒体嵴破裂或消失以及线粒体外膜破裂[39]。铁死亡调控阿尔茨海默病的作用机制如图5所示。
2.3.1 基于胱氨酸/谷氨酸的铁死亡途径调控阿尔茨海默病 systemXc-是由轻链溶质载体族7成员11(solute carrier family 7 member 11，SLC7A11)和重链溶质载体族3成员2组成一种异质二聚体氨基酸转运蛋白，SLC7A11负责将细胞外的胱氨酸转运入细胞内[40]，随后转运入胞内的胱氨酸被还原为半胱氨酸进而参与谷胱甘肽的合成[41]。谷胱甘肽会在谷胱甘肽过氧化物酶4作用下降解[41]。当胱氨酸/谷氨酸转运体被抑制时，谷胱甘肽合成减少，导致具有抑制磷脂氢过氧化物合成的谷胱甘肽过氧化物酶4减少，进而引发铁死亡[42]。同样，p53作为一种抑癌基因，能够抑制谷胱甘肽过氧化物酶4系统中的SLC7A11，影响胱氨酸的转运，加重铁死亡[43]。铁死亡是一种非凋亡的细胞死亡形式，谷胱甘肽依赖性的谷胱甘肽过氧化物酶4是抑制铁死亡的中枢因子，同时也是催化哺乳动物细胞中磷脂氢过氧化物还原的主要酶[44]。谷胱甘肽过氧化物酶4可作为谷胱甘肽的调节因子，通过调控谷胱甘肽-二硫化物还原酶，抑制NADPH/H+向谷胱甘肽提供电子，进而将谷胱甘肽转变为氧化型谷胱甘肽。谷胱甘肽过氧化物酶4还能催化毒性脂质氢过氧化的过氧键转变为羟基，失去过氧化物活性，形成相应的醇[45]。相反，氧化的谷胱甘肽能在烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸作用下还原为谷胱甘肽[45]。
近年来大量研究表明，铁死亡作为一种新型的铁依赖性程序性细胞死亡方式，能够造成阿尔茨海默病中神经细胞的死亡。脂质过氧化是铁死亡的驱动力，与阿尔茨海默病大脑的神经变性有关，谷胱甘肽过氧化物酶4是海马和皮质神经元中膜脂质氢过氧化物的关键酶，研究报道显示，在谷胱甘肽过氧化物酶4敲除的阿尔茨海默病小鼠模型中，他莫昔芬干预导致谷胱甘肽过氧化物酶4消融表现出海马和皮质神经元蛋白降低、脂质过氧化物增加，但使用抗铁死亡活性的脂溶性抗氧化剂维生素E后逆转了上述变化，改善由铁死亡诱导的神经变性和认知损伤，减轻阿尔茨海默病突触损失及神经元功能障碍[46]。此研究也表明阿尔茨海默病中的确有铁死亡的存在。与此同时，CHEN等[47]研究发现，曾与抗氧化应激有关的脑蛋白水解物也能够通过抑制铁死亡来治疗阿尔茨海默病，在APP/PS1双转基因小鼠中，与模型组相比，脑蛋白水解物能够降低谷胱甘肽过氧化物酶4和血浆铁水平，限制阿尔茨海默病病理标记物Aβ蛋白积累并下调p-Tau/Tau比值，进而减轻神经元损伤，改善阿尔茨海默病小鼠学习记忆功能。有研究表明，外周血血清类黏蛋白1样蛋白3作为铁死亡调控阿尔茨海默病的重要调节因子，其过表达能够抑制谷胱甘肽过氧化物酶4和谷胱甘肽水平，增加丙二醛，引发铁死亡，加重阿尔茨海默病的认知障碍[48]。这对于靶向下调类黏蛋白1样蛋白3来治疗阿尔茨海默病发挥重要的潜在价值。除此之外，中药及中医传统技术对靶向胱氨酸/谷氨酸的介导的铁死亡治疗阿尔茨海默病具有积极作用。有研究发现，天然存在的多酚作为双效治疗剂，其中单个多功能分子单宁酸结合在谷胱甘肽过氧化物酶4的激活剂位点，上调铁死亡抑制因子，减轻淀粉样蛋白和tau蛋白级联反应，为通过激活谷胱甘肽过氧化物酶4治疗阿尔茨海默病提供了一种创新性方法[49]。有研究发现，在APP/PS1小鼠模型中，茯苓酸能够激活核转录因子2/SLC7A11/谷胱甘肽过氧化物酶4信号通路，进而增强神经元的抗氧化功能，增加谷胱甘肽过氧化物酶4和谷胱甘肽含量，减少铁过度积累，从而抑制神经元铁死亡，改善阿尔茨海默病小鼠的认知功能[50]。
2.3.2 基于铁代谢的铁死亡途径调控阿尔茨海默病 铁的摄取、储存和利用异常是细胞内导致脂质过氧化物积累和执行铁死亡所必需的[51]。细胞中铁的摄取是指胞外的Fe3+通过细胞膜上的转铁蛋白转至细胞内的过程[52]。内体囊泡酸化触发Fe3+通过前列腺六跨膜上皮抗原3还原为Fe2+，然后Fe2+被二价金属转运体1释放到细胞质中的不稳定铁池中，最终，过量Fe2+通过芬顿反应产生活性氧引发铁死亡[52]。多余的Fe2+可储存在铁蛋白重链和轻链中，当机体需要额外铁时，Fe2+可通过细胞膜上的铁转运蛋白输出膜外[53]。此外，核受体共激活因子4与铁蛋白的结合增多，可引发自噬体形成，释放更多Fe2+[54]。血红素加氧酶1是血红素降解途径中的限速酶，可释放血红蛋白中的Fe2+，增加细胞内游离铁的积聚[55]。
铁死亡调节功能的紊乱被认为是造成阿尔茨海默病的新型程序性死亡之一。LI等[56]研究发现，在高铁膳食诱导的APP/PS1小鼠阿尔茨海默病模型中，脑组织中转铁蛋白降低，二价金属转运体1表达升高，促进游离亚铁离子向细胞质中输出，诱导铁的再分布，导致Aβ斑块形成和神经元变性，加剧阿尔茨海默病的发生发展。AYTON等[57]在阿尔茨海默病患者死后脑组织中发现，颞下叶铁负荷升高可能通过诱导铁死亡来增加神经元缠结和Aβ斑块形成，进而导致认知功能下降，验证了铁死亡与阿尔茨海默病发病机制的相关性。APOE基因的等位基因变异为散发性阿尔茨海默病带来了最大的遗传风险，有研究证明高丰度的 APOE 能够通过激活磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B通路，进而抑制铁自噬蛋白核受体共激活因子4，避免铁依赖性脂质过氧化，最终抑制铁死亡，改善阿尔茨海默病的发生[58]。同时，铁稳态紊乱会加剧阿尔茨海默病病理变化的氧化损伤和认知缺陷。
去铁胺是一种铁螯合剂，可降低铁中毒引起的疾病，ZHU等[59]基于麦芽糖酸铝在阿尔茨海默病大鼠中引起的学习记忆能力障碍，使用铁螯合剂去铁胺后，线粒体膜密度减少嵴增加，谷胱甘肽过氧化物酶4表达上调，丙二醛和活性氧表达下调，减轻铁超载介导的氧化损伤和认知缺陷，进一步证实铁代谢紊乱在阿尔茨海默病发病机制中的重要作用，表明铁螯合剂去铁胺在治疗铁死亡相关的阿尔茨海默病过程中发挥了重要作用。此外，铁转运蛋白是唯一确定的哺乳动物非血红素铁输出因子，在APPswe/PS1dE9阿尔茨海默病小鼠模型中表达下调，使得铁沉积过度，然而加入铁死亡特异性抑制剂后，有效减少铁代谢紊乱，改善Aβ聚集诱导的神经元死亡和记忆障碍[60]。此外，部分中药在抑制阿尔茨海默病细胞铁代谢介导铁死亡的过程中发挥重要作用。研究报道显示，中药复方开心散是治疗神经退行性疾病的潜在药物，在APP/PS1小鼠阿尔茨海默病模型中，开心散能够上调铁死亡抑制蛋白1，并能激活沉默调节因子1/铁死亡抑制蛋白1信号通路，进而减轻铁积累，抑制神经元铁死亡，显著改善阿尔茨海默病小鼠的学习和记忆缺陷[61]。
2.3.3 基于多不饱和脂肪酸的铁死亡途径调控阿尔茨海默病 花生四烯酸和肾上腺素是最为常见的脂质过氧化物。首先，多不饱和脂肪酸通过酰基辅酶A合成酶长链家族成员4催化花生四烯酸/肾上腺素生成花生四烯酸/肾上腺素-CoA衍生物，然后花生四烯酸/肾上腺素-CoA衍生物和磷脂酰乙醇胺在人溶血卵磷脂酰基转移酶3酯化作用下合成花生四烯酸/肾上腺素-CoA衍生物-磷脂酰乙醇胺复合物，脂氧合酶又把此复合物氧化成相应醇，最终导致脂质过氧化，诱发铁死亡[62]。
脂质过氧化物是激活铁死亡的触发因素，由于脂质过氧化物加速了膜脂的氧化，破坏了质膜的脂质双层结构，从而导致铁死亡的发生[63]。ZHANG等[64]研究表明，Aβ诱导的鼠嗜铬细胞瘤细胞系能够引起铁死亡相关的细胞内脂质代谢变化，加入远志皂苷元之后，酰基辅酶A合成酶长链家族成员4表达下调，谷胱甘肽过氧化物酶4表达上调，进而使得活性氧表达降低，减轻Aβ诱导的氧化应激和脂质代谢紊乱，为阿尔茨海默病的遏制和治疗提供新的思路。线粒体基质中的称为共济蛋白的特殊蛋白质是铁死亡的关键调节因子。WANG等[65]在谷氨酸损伤的神经母细胞瘤细胞中，过表达的共济蛋白使得酰基辅酶A合成酶长链家族成员4水平降低，铁离子浓度降低，同时线粒体膜电位恢复，线粒体形态明显改善，最终抑制铁死亡和线粒体障碍，改善阿尔茨海默病等神经退行性疾病。同时，王梦冉[66]研究表明，在Aβ诱导的阿尔茨海默病细胞模型中，跨膜蛋白16F 能够降低酰基辅酶A合成酶长链家族成员4以及活性氧水平，减轻不饱和脂肪酸衍生物，进而减少脂质过氧化物形成，最终抑制铁死亡介导阿尔茨海默病神经元的损伤，因此该研究提示跨膜蛋白16F可能成为阿尔茨海默病治疗的新靶点。此外，中药汤剂酸枣仁汤已被广泛证明对失眠、抑郁和阿尔茨海默病有积极的治疗作用，LONG等[67]在APP/PS1阿尔茨海默病小鼠中证实，酸枣仁汤能够通过激活核转录因子2信号通路，下调酰基辅酶A合成酶长链家族成员4蛋白表达，进而减轻铁蓄积和脂质过氧化，显著缓解阿尔茨海默病小鼠的学习记忆障碍。然而，目前在多不饱和脂肪酸介导的铁死亡调控阿尔茨海默病的研究还有具有较大的研究空间，未来可通过靶向酰基辅酶A合成酶长链家族成员4来探究铁死亡，为阿尔茨海默病的治疗和预防提供新视角。
2.4 铜死亡和阿尔茨海默病 铜代谢稳态的破坏会导致铜在细胞内过度积累，最终导致细胞死亡[68]。最近TSVETKOV等[15]研究揭示了铜生物学的一个新方面即铜死亡，是由铜引发、依赖于线粒体呼吸的新型细胞死亡途径。细胞内异常积累的铜离子与三羧酸循环中硫辛酸酯化组分直接结合，导致线粒体硫辛酸酯化蛋白寡聚化以及随后出现铁硫簇蛋白的丢失，进而诱发蛋白质毒性应激，导致细胞死亡[15]。三羧酸循环的蛋白质硫辛酸酯化是一种重要的赖氨酸翻译后修饰，它通过酰胺键将硫辛酸酯与蛋白质赖氨酸残基连接起来，对调控三羧酸循环的关键酶非常重要[69]。
目前研究发现铜死亡的内在作用机制包括以下几点：第一，铜结合硫辛酸酰化蛋白并引起寡聚化可以阻断三羧酸循环。铁氧还蛋白1是蛋白质酰化的上游调节因子，而硫辛酸合成酶能够催化硫辛酸生物合成及协助铁氧还蛋白1发挥作用。铁氧还蛋白1将Cu2+还原为Cu+，并且与硫辛酸合成酶结合促进二氢脂肪酰胺脱氢酶发生硫辛酸酰化，发生硫辛酸酰化后的二氢脂肪酰胺脱氢酶在过量Cu+作用下进行寡聚化，从而抑制线粒体三羧酸循环，促进铜死亡发生[15]。第二，铜引发铁硫蛋白簇丢失，影响线粒体呼吸链，抑制有氧呼吸，引发细胞铜死亡。由于铁硫簇蛋白对细胞内氧化还原变化特别敏感，线粒体内活性氧增多能够导致铁硫簇蛋白当中的[4Fe-4S]和[2Fe-2S]发生互换，进而致使铁硫簇蛋白功能紊乱，加重铜死亡[70]。
第三，谷胱甘肽是重要的内源性铜螯合剂。谷胱甘肽能够将Cu+进行螯合，进而清除细胞内存在的过量Cu+。因此，铁死亡调控通路中的Xc-转运体可能也影响铜死亡调控，包括调控胱氨酸摄取或者谷氨酰胺代谢等，最终影响谷胱甘肽对铜的螯合作用[71]。第四，铜离子载体伊利司莫可以直接将Cu2+载入细胞，并被铁氧还蛋白1还原为Cu+，进而诱导细胞铜死亡的发生[72]。第五，p53可能通过多途径对铜死亡调控进行双向调节。p53通过对谷胱甘肽生成的双重调控作用影响铜死亡，p53作用于细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂能够促进谷胱甘肽合成，进而增加螯合铜的作用，抑制铜死亡，但p53还能够抑制SLC7A11转运体功能，随之抑制谷胱甘肽合成，加重铜死亡[73]；p53促进谷氨酰胺酶2功能，调控谷氨酰胺酶代谢，增加谷氨酸水平，进而合成谷胱甘肽[74]；p53也可以直接参与铁硫蛋白簇生物合成，增强线粒体代谢，进而抑制铜死亡的进一步加重[75]。
铜稳态失衡是脑损伤的关键机制之一。在阿尔茨海默病中，铜可以通过芬顿反应产生反应性自由基，并直接与Aβ斑块和淀粉样蛋白前体蛋白相互作用，从而促进Aβ斑块的合成和聚集[76]。铜还可以直接与Aβ斑块结合，促进活性氧产生[76]。同时，有研究证实，从Aβ肽中螯合铜可以阻碍其积累并最大限度地提高Aβ降解抑制羟基自由基的产生和氧化损伤，并最终减少细胞死亡[77]。据报道，在暴露于Cu环境下的人神经母细胞瘤细胞通过其5’非翻译区的mRNA增强APP翻译及Aβ淀粉样变性，同时提高铜暴露环境中的APP/PS1 阿尔茨海默病小鼠中相关促炎细胞因子的水平[78]。上述研究表明，阿尔茨海默病的发病机制受铜代谢的影响，而过量Cu+积聚能够引发细胞铜死亡。有研究在C57BL/6J小鼠和海马神经元暴露于高铜环境中发现，过量摄入铜不仅增加小鼠肾脏的Cu排泄量，更促进小鼠海马体内Cu的积累。具体机制表现为铜转运蛋白1表达上调，促进Cu+胞内积累及二氢脂肪酰胺脱氢酶寡聚化，进而导致铁硫簇缺失和热休克蛋白70的表达增加，同时行为学检测中小鼠平台潜伏期和目标区域逃逸延迟，诱导小鼠认知障碍的产生。此外，用铜螯合剂BCS去除Cu后，小鼠海马神经元细胞中细胞凋亡水平和上述铜死亡相关蛋白表达的变化部分恢复，表明铜引起的神经元细胞死亡可能是由铜死亡作用介导的[79]。此外，LAI等[80]使用310个阿尔茨海默病临床样本、加权相关网络分析算法和机器学习工具鉴定了2个与铜死亡相关的分子基因簇，这些基因簇使得免疫应答和免疫浸润升高，与Aβ水平和β分泌酶活性高度相关。此外，使用生物信息学方法，分别从基因数据库中鉴定出7个与阿尔茨海默病相关的铜死亡中心基因和6个靶向这些基因的药物[81]。同时陈桂林等[82]通过生物信息学探讨阿尔茨海默病患者NK细胞与铜死亡机制的相关性，并通过实验验证铁氧还蛋白1、ATP 酶铜转运α、丙酮酸脱氢酶和二氢硫辛酰胺琥珀酰转移酶基因在阿尔茨海默病中存在差异性表达，这为阿尔茨海默病的诊疗提供了潜在的研究思路和靶点。
铜死亡调控阿尔茨海默病的作用机制总结见表1。
2.5 双硫死亡与阿尔茨海默病 双硫死亡是一种新型细胞死亡类型，这种细胞死亡是过量胱氨酸积累引起的二硫化物应激导致的，它不能被常规的细胞死亡抑制剂所抑制，也无法通过敲除铁死亡/细胞凋亡的关键基因来阻止[83]。如前所述，SLC7A11也是铁死亡及铜死亡关键调节因子之一，因此被认为是靶向铁死亡和铜死亡的有效靶标。正常情况下，胱氨酸谷氨酸转运受体系统中的SLC7A11转运体将胱氨酸转运入细胞。当细胞内胱氨酸谷氨酸转运受体充足时，过量的胱氨酸将转化为半胱氨酸，最终半胱氨酸生成谷胱甘肽进而还原活性氧，降低脂质过氧化物表达，维持细胞正常的生理稳态[84]。而胱氨酸谷氨酸转运受体含量的影响因素涉及磷酸戊糖途径，即葡萄糖以的6-磷酸葡萄糖为起始物在6-磷酸葡萄糖脱氢酶催化下形成6-磷酸葡萄糖酸，进而生成5-磷酸核糖及催化NADP+转换为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸[85]。在葡萄糖饥饿或使用葡萄糖转运体抑制剂阻碍磷酸戊糖途径后，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸生成减少，胱氨酸转化为半胱氨酸受阻。过量胱氨酸聚集于细胞内，触发细胞中二硫键应激，导致肌动蛋白细胞骨架之间形成二硫键，F-肌动蛋白收缩并脱离质膜，最终导致细胞发生双硫死亡[16]。同时SLC7A11的高表达导致胱氨酸摄入过量也有助于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸的消耗，导致双硫死亡发生[16]。
肌动蛋白细胞骨架是阿尔茨海默病依赖性突触可塑性中的关键元件，它能够参与调节突触传递机制的不同方面。首先，肌动蛋白丝能够重塑树突棘以响应接收到的刺激。其次，肌动蛋白聚合是网格蛋白介导的内吞作用的驱动力并参与囊泡分选，从而控制谷氨酸受体水平及淀粉样蛋白级联反应，影响Aβ产生[86]。随着二硫键形成肌动蛋白细胞骨架蛋白迁移中断，F-肌动蛋白收缩，从细胞的质膜上分离，最终导致双硫死亡[16]。因此，二硫键的积累和双硫死亡的机制能够破坏肌动蛋白细胞骨架，表明双硫死亡与阿尔茨海默病之间存在潜在联系。随着双硫死亡的潜在机制被发现，双硫死亡相关基因与阿尔茨海默病之间的关系仍不清楚。ZHU等[87]利用基因表达综合数据库分析发现正常样本和阿尔茨海默病样本之间共有8个差异表达基因，其中SLC7A11和人糖原合成酶1在阿尔茨海默病样本中表达上调，随后，CIBERSORT算法显示阿尔茨海默病和对照样本之间的免疫细胞存在显着差异。这些结果初步表明阿尔茨海默病患者中可能存在双硫死亡，同时双硫死亡相关簇还在阿尔茨海默病免疫细胞中发挥重要作用[87]。研究人员发现SLC7A11高表达在葡萄糖饥饿下会造成新的细胞死亡类型，抑制二硫键积累可防止这种死亡，表明二硫键分子的细胞内脂生成是SLC7A11高表达引起死亡的必要条件[16]，因此未来有必要通过靶向抑制二硫键分子来探究治疗阿尔茨海默病的潜在作用靶点。此外，葡萄糖转运体抑制剂BAY-876能有效抑制肾癌细胞的葡萄糖摄取，导致烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸的产生减少，进而使肌动蛋白细胞骨架蛋白二硫键的异常形成和F-肌动蛋白网络的崩溃，最终促进二硫应激的发生[17]。故在阿尔茨海默病研究当中可以以葡萄糖转运体抑制剂为突破口深入研究在双硫死亡内在机制中与阿尔茨海默病相关的Aβ样蛋白及tau磷酸化的关系。然而，目前关于双硫死亡在阿尔茨海默病中的病理机制研究处于生物信息学分析阶段，基础及临床研究还有待于探索。双硫死亡调控阿尔茨海默病的作用机制总结见表2。
2.6 以自噬为核心的各程序性死亡在阿尔茨海默病中的相互作用 在阿尔茨海默病进展的全过程中，程序性死亡的多模式结合方式均可发挥重要作用。自噬在阿尔茨海默病中作为串扰各细胞程序性死亡的重要关键节点发挥着重要作用。自噬是将自身内部的蛋白或细胞器吞噬包裹形成囊泡，随后与溶酶体融合，导致内容物分解和自噬底物回收进而引起自我消化的细胞程序死亡形式[88]。自噬在阿尔茨海默病中能够分别串扰凋亡、坏死性凋亡、焦亡、铁死亡及铜死亡等细胞程序性死亡形式。
2.6.1 阿尔茨海默病中自噬能够调控凋亡的发生 XIE等[89]在谷氨酸诱导的阿尔茨海默病细胞模型中发现谷氨酸刺激能够显著提高自噬因子重组人自噬效应蛋白1和人微管相关蛋白轻链3蛋白表达，并降低B细胞淋巴瘤2/Bcl-2相关蛋白X蛋白比值及p62蛋白表达，但这些结果在施用自噬抑制剂3-MA处理后，半胱氨酸蛋白酶3表达升高，B细胞淋巴瘤2/Bcl-2相关蛋白X蛋白比值降低，线粒体膜电位得到恢复，减轻凋亡的发生，为治疗阿尔茨海默病提供了新思路。
2.6.2 阿尔茨海默病中以自噬与坏死性凋亡为核心的串扰可能引发焦亡和铁死亡 有研究发现，在Aβ诱导的神经母细胞瘤细胞中，IKKβ激酶激活可以增强自噬，当沉默自噬相关因子抗甲状腺球蛋白抗体4/5时，显著增加了细胞中坏死性凋亡效应因子磷酸化受体蛋白相互作用蛋白激酶1表达，加剧坏死性凋亡的发生，表明在Aβ诱导的神经母细胞瘤细胞中自噬可抑制RIPK诱导的坏死性凋亡，进一步研究发现，自噬上游信号分子IKKβ激酶激活可抑制自噬受损介导的坏死性凋亡，减少Aβ的沉积，对改善阿尔茨海默病起一定治疗作用[90]。混合系激酶域样蛋白是坏死性凋亡的关键执行者，能够通过诱导钾离子外排促进含NLR家族pyrin域蛋白3炎症小体激活，进而引发焦亡的发生，这预示着坏死性凋亡和焦亡之间存在相互作用关系[91]。更有证据表明，在流感病毒感染期间通过激活坏死性凋亡经典通路轴触发含NLR家族pyrin域蛋白3炎症小体激活及随后的等炎症因子释放[91]。此外，坏死性凋亡与铁死亡之间在阿尔茨海默病中也存在一定串扰关系。以往研究发现，在Aβ诱导的阿尔茨海默病大鼠的内嗅皮质中坏死性凋亡可在铁死亡抑制剂铁抑素的阻断作用下，导致铁死亡关键因子谷胱甘肽过氧化物酶4和SLC7A11的表达升高，转铁蛋白受体水平降低，导致受体蛋白相互作用蛋白激酶1/3和混合系激酶域样蛋白表达下降，进而改善坏死性凋亡介导的阿尔茨海默病病理进程。深入研究显示，坏死性凋亡的抑制剂Necrostain-1对铁死亡没有影响，但Aβ诱导的坏死性凋亡被铁抑素抑制，表明铁死亡途径可作为坏死性凋亡的上游信号共同调控阿尔茨海默病中的Aβ神经毒性[38]。
2.6.3 阿尔茨海默病中以自噬与焦亡为核心的串扰可能影响铁死亡 在5XFAD/含NLR家族pyrin域蛋白3敲除小鼠模型中，研究人员发现p62能使小胶质细胞中的促炎反应降低，Aβ斑块沉积减少，认知功能改善。具体机制为P62识别泛素修饰的含NLR家族pyrin域蛋白3并与之结合，进而参与ALP相关的含NLR家族pyrin域蛋白3蛋白降解，最终维持吞噬功能并减轻小胶质细胞的促炎和焦亡状态来改善阿尔茨海默病病理进程[92]。然而，细胞焦亡和铁死亡之间也存在串扰。例如，在骨髓系细胞中，焦孔素D和半胱氨酸蛋白酶11的表达以谷胱甘肽过氧化物酶4敲除程度依赖性方式促进对多种微生物感染的易感性[93]。
2.6.4 阿尔茨海默病中以自噬与铁死亡为核心的串扰可能影响铁死亡和双硫死亡 据报道，自噬在铁稳态的调节中起着重要作用。过量铁能与铁蛋白相互作用并与核受体共激活因子4结合诱发选择性自噬，释放更多游离铁。同时，p62可以导致铁蛋白自噬异常表达，从而诱发铁代谢积累和铁过载[94]。同时，阿尔茨海默病中线粒体自噬和铁死亡之间也存在串扰。LI等[95]通过体内实验建立Aβ诱导的阿尔茨海默病损伤细胞模型，发现CD36/PTEN诱导假定激酶1/帕金蛋白信号通路介导线粒体自噬和铁死亡串扰，而这种铁死亡途径可被自噬激动剂CCCP改善，但被线粒体自噬抑制剂Mdivi-1加剧，这表明此通路引起线粒体自噬在调控铁死亡和抑制阿尔茨海默病淀粉样蛋白的沉积方面发挥重要作用。因此，自噬系统的失调可能直接导致阿尔茨海默病大脑细胞中的铁积累，进而引发铁死亡。而铁死亡抑制因子SLC7A11与铜死亡及双硫死亡密切相关。SLC7A11表达升高，能够促进谷胱甘肽合成，降低活性氧，抑制脂质过氧化生成进而防止铁死亡的发生；SLC7A11水平上调，促进半胱氨酸合成谷胱甘肽，进而螯合铜离子，降低细胞内铜离子水平，抑制铜死亡发生[71]；相反，高表达的SLC7A11能够消耗大量烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，使得胱氨酸转变为半胱氨酸受阻，进而触发细胞内二硫键积累，引发二硫死亡[16]。虽然目前阿尔茨海默病在铜死亡和双硫死亡中报道不多，但以SLC7A11为枢纽把铁死亡、铜死亡和双硫死亡把联系起来能更好的为日后研究者探索阿尔茨海默病的发病机制提供线索。以自噬为核心的各程序性死亡在阿尔茨海默病中的相互作用，见图6。
2.7 新型程序性死亡在阿尔茨海默病中的临床转化 铁死亡作为一种新型的程序性细胞死亡，已被证明参与阿尔茨海默病的发病机制，在阿尔茨海默病临床治疗中具有巨大应用潜力。去铁胺是一种临床实践中常用的铁螯合剂，可能是治疗阿尔茨海默病的有效方法。有研究对48例阿尔茨海默病患者进行了为期24个月的肌内注射去铁胺单盲试验，与对照组相比，去铁胺将阿尔茨海默病的临床进展率降低了50%，但同时伴随着体质量和食欲下降等不良反应[96]。如前述的维生素E已被发现可以减少谷胱甘肽过氧化物酶4敲除后小鼠大脑中的脂质过氧化，减弱神经元的铁死亡形态，并改善小鼠的认知功能。然而，在随机临床试验中，维生素E对阿尔茨海默病或轻度认知障碍患者的治疗作用并不显著[97]。此外，另一项临床试验发现，与安慰剂相比，维生素E治疗加速了认知能力下降[98]。因此，维生素E在阿尔茨海默病中的使用仍然值得怀疑，需要更多的临床试验来确定其效果。在阿尔茨海默病的治疗中，铁死亡抑制剂Fer-1被证明可以改善体外和体内的神经元死亡和记忆障碍。尽管体内和体外研究已经证明了Fer-1在改善氧化应激和预防铁死亡方面的重要作用，但目前还没有临床试验，其在阿尔茨海默病中的确切疗效及其不良反应需要进一步探索。拉曲匹定是一种抗组胺药，能够通过减少线粒体肿胀和稳定线粒体膜电位作用。在一项纳入中度阿尔茨海默病患者的Ⅱ期临床试验中，拉曲匹定与安慰剂相比显著改善认知功能[99]。然而，一项用拉曲匹定治疗轻度至中度阿尔茨海默病患者中，因拉曲匹定组和安慰剂组之间没有观察到显著差异最终在Ⅲ期临床试验研究时被中止[99]。雷帕霉素是一种雷帕霉素机械靶蛋白的选择性抑制剂，可增加人微管相关蛋白轻链3的水平并抑制雷帕霉素机械靶蛋白信号传导，在体内外能显著改善阿尔茨海默病的病理进程[100]。因此，雷帕霉素机械靶蛋白抑制剂作为靶向治疗阿尔茨海默病的策略能够引起研究者们的广泛关注。姜黄素和白藜芦醇等天然生物活性成分可作为雷帕霉素机械靶蛋白抑制剂来调节线粒体自噬，它们具有结构稳定、安全性高及成本低等优点，具有广泛的临床潜力[101]。然而，大多数关于铁死亡和线粒体自噬调节的研究都是基于细胞和动物模型的临床前研究，这些模型可能无法准确反映对人类的影响。其次关于铜死亡和双硫死亡的机制探索刚刚兴起，临床前研究正处于起步阶段。这些都为靶向铁死亡、线粒体自噬、铜死亡和双硫死亡的药物临床应用带来了挑战。
细胞程序性死亡是生物体通过发育程序和应激诱导的信号刺激膜结合蛋白和胞质蛋白，进而诱导复杂的转录变化和翻译后蛋白修饰的一类细胞死亡途径[18]。据报道，在成人身体中，每天有700亿-1 000亿个细胞发生程序性死亡，以维持细胞正常更新和生理稳态[19]。程序性死亡的形态学特征主要有细胞大小改变、细胞膜起泡、细胞质空泡化、DNA缩合以及蛋白质降解等，目前研究新兴的细胞死亡模式主要包括线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡等[20]。细胞程序性死亡的异常调节与神经退行性疾病的病理生理过程密切相关，同时这也为探索更多防治细胞程序性死亡紊乱的作用机制提供了新的研究方向[21]。
2.2 线粒体自噬与阿尔茨海默病
2.2.1 线粒体自噬的内在机制 自噬包括选择性和非选择性两种类型，选择性自噬通过清除功能失调的或多余的代谢物质及细胞器，其中线粒体自噬即属于选择性自噬的范畴。线粒体一分为二分裂完成后，自噬系统精准靶向受损线粒体，并与溶酶体结合进行降解，从而清除过度的活性氧以维持线粒体质量控制，此过程称为线粒体自噬[22]，其形态学特征表现为胞质无定形，核碎断固缩，形成大量吞噬泡[22]。首先，丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶/帕金蛋白信号通路是介导线粒体自噬最经典研究最深入的通路。含有线粒体靶向序列PTEN诱导假定激酶1能够特异地聚集在去极化线粒体上[23]。帕金蛋白是一种E3泛素连接酶，广泛存在于细胞质中[24]。当线粒体受损导致膜电位减少时，PTEN诱导假定激酶1向内膜的输入受到抑制进而聚集在线粒体外膜上[25]，聚集在外膜上的PTEN诱导假定激酶1与线粒体外膜相关酶形成复合物，促进PTEN诱导假定激酶1激活帕金蛋白。PTEN诱导假定激酶1首先磷酸泛素化帕金蛋白的N-末端泛素样结构域Ser65位点。由于帕金蛋白锌指结构域RING具有典型的泛素连接酶环状结构，它可以与E2泛素连接酶结合，并将泛素转移到RING中的半胱氨酸(Cys431)中，形成泛素-硫酯中间体。而N-末端泛素样结构域在Ser65位点的磷酸化以及RING结构域的突变会破坏N-末端泛素样结构域与RING的结合，增加帕金蛋白对激活的敏感性，导致帕金蛋白的空间构象发生改变，转化为E3泛素连接酶，进而通过与E2泛素结合酶的协同作用促进多种线粒体蛋白泛素化，使得受损线粒体被磷酸化泛素链包裹[25]。最终，在人微管相关蛋白轻链3 复合物存在的情况下，自噬体吞噬受损线粒体并与溶酶体融合直至降解[26]。同时，PTEN诱导假定激酶1可通过独立于招募帕金的方式触发线粒体自噬。当线粒体功能失调时，位于线粒体外膜上的PINK1可将自噬受体含钙结合结构域和视神经病变诱导反应蛋白招募到线粒体中，随后激活自噬启动子人重组蛋白1诱导线粒体自噬产生[27]。线粒体外膜上有许多可以与LC3结合的受体，这些受体可以绕过PINK1/Parkin途径介导的泛素化过程，直接启动线粒体自噬[28]。LC3受体主要包括B淋巴细胞-2基因同源性、乳头样蛋白X和FUN14结构域蛋白1等。
2.2.2 线粒体自噬在阿尔茨海默病中存在的实验证据 神经元的能量代谢与信号转导需要严重依赖线粒体来支持其功能，因此线粒体自噬通过有效降解受损的神经元内线粒体，从而在神经元健康和功能中起着至关重要的作用。在神经元中，大多数溶酶体所在的体细胞中能够清除自噬底物。线粒体自噬受损主要发生在死后人类阿尔茨海默病脑组织以及阿尔茨海默病诱导多功能干细胞衍生的神经元和阿尔茨海默病动物模型中[29]。研究表明，阿尔茨海默病中的磷酸化的人重组蛋白1与认知正常的对照样本相比出现降低的现象，这说明阿尔茨海默病患者死后脑组织中线粒体自噬机制的启动受损，同时对秀丽隐杆线虫的研究发现，Aβ和Tau诱导的突变体抑制PTEN诱导假定激酶1、乳头样蛋白X或帕金蛋白依赖性线粒体自噬通路[29]。因此，阿尔茨海默病中存在线粒体自噬异常表达。然而，阿尔茨海默病中异常的线粒体自噬与Aβ沉积和Tau磷酸化程度有关。线粒体自噬调控阿尔茨海默病的作用机制见图4。
2.2.3 线粒体自噬通过调控Aβ沉积和Tau蛋白磷酸化改善阿尔茨海默病的作用机制 近期PTEN诱导假定激酶1/帕金蛋白介导线粒体自噬靶向调节阿尔茨海默病中Aβ沉积的研究已逐渐兴起。研究显示，进行性Aβ积累显著诱导帕金蛋白募集到去极化的线粒体，并伴有细胞溶质帕金蛋白耗竭[30]。有研究者研究了一种新型小分子线粒体自噬诱导剂ALT001，发现ALT001通过人重组蛋白1依赖性替代线粒体自噬通路诱导线粒体自噬，从而缓解APP突变体诱导的线粒体功能障碍，减轻Aβ蛋白积累，最终逆转PS2APP和5xF阿尔茨海默病小鼠认知障碍缺陷[31]。同时研究显示，早老素1能够调节调节PTEN诱导假定激酶1的表达。其中γ分泌酶催化核心中的早老素1能够导致Aβ及其C端对应物的产生，这种对应物又能反过来上调PTEN诱导假定激酶1和人微管相关蛋白轻链3水平，使其线粒体自噬增强，改善阿尔茨海默病[32]。新型线粒体自噬受体即精神分裂症紊乱因子1已被证明在阿尔茨海默病人脑样本和APP/PS1小鼠中减少[33]。WANG等[33]研究显示，在体外精神分裂症紊乱1的siRNA抑制阻断了Aβ或者自噬激活剂CCCP诱导的线粒体自噬；而过表达精神分裂症紊乱1能够促进PTEN诱导假定激酶1/帕金蛋白通路介导的线粒体自噬，恢复线粒体外膜复合物转移酶或线粒体相关内质网膜的异常表达，减少线粒体中过量的Aβ沉积，进而保护神经突触免受Aβ积累诱导的毒性。
此外，运动对缓解阿尔茨海默病也具有一定作用，ZHAO等[34]研究发现，对APP/PS1小鼠进行运动跑步机训练，小鼠海马体中的沉默调节蛋白1-叉头转录因子1/3轴的激活能够上调PTEN诱导假定激酶1/帕金蛋白通路介导的线粒体自噬活性，减少Aβ蛋白斑块的积累，并改善学习和记忆能力的丧失。线粒体自噬除了能够抑制Aβ沉积外，也与阿尔茨海默病中tau蛋白磷酸化有密切联系。尿石素A作为一种植物化学物质，能够通过启动哺乳动物的线粒体自噬机制，从而对线粒体功能和稳态产生重要影响。研究表明，FANG等[29]发现Tau诱导的APP/PS1小鼠在尿石素A干预下能够激活PTEN诱导假定激酶1/帕金蛋白通路依赖性线粒体自噬，进而减少Tau磷酸化导致认知功能障碍和病理改变。同时，在3xTg阿尔茨海默病小鼠中，给予尿石素A治疗也能改善小鼠记忆障碍并显著降低Tau过度磷酸化[35]。目前已有相关分子能够通过靶向线粒体自噬进而调控阿尔茨海默病中的Tau蛋白磷酸化，减少疾病发生。例如，PRADEEPKIRAN等[36]最近开发的一种分子DDQ已被证明可以减少异常的蛋白质-蛋白质相互作用，并保护神经元免受疾病过程中突变蛋白诱导的毒性。DDQ通过增强沉默调节因子3活性并激活小鼠海马神经元细胞系中PTEN诱导假定激酶1介导线粒体自噬通路，使得p-tau蛋白和总tau蛋白含量显著降低，最终减轻阿尔茨海默病病理。除此之外，自噬受体(如视神经病变诱导反应蛋白)能够以帕金非依赖性方式激活线粒体自噬进而抑制APP/PS1小鼠的记忆丧失[37]。
2.3 铁死亡与阿尔茨海默病 铁死亡是一种新型程序性细胞死亡形式，通常以胱氨酸/谷氨酸转运体抑制、铁代谢异常和脂质代谢增多等为特点[38]，其形态学特征主要存在于线粒体中，包括细胞核完整但小线粒体增多、线粒体膜密度增加、线粒体嵴破裂或消失以及线粒体外膜破裂[39]。铁死亡调控阿尔茨海默病的作用机制如图5所示。
2.3.1 基于胱氨酸/谷氨酸的铁死亡途径调控阿尔茨海默病 systemXc-是由轻链溶质载体族7成员11(solute carrier family 7 member 11，SLC7A11)和重链溶质载体族3成员2组成一种异质二聚体氨基酸转运蛋白，SLC7A11负责将细胞外的胱氨酸转运入细胞内[40]，随后转运入胞内的胱氨酸被还原为半胱氨酸进而参与谷胱甘肽的合成[41]。谷胱甘肽会在谷胱甘肽过氧化物酶4作用下降解[41]。当胱氨酸/谷氨酸转运体被抑制时，谷胱甘肽合成减少，导致具有抑制磷脂氢过氧化物合成的谷胱甘肽过氧化物酶4减少，进而引发铁死亡[42]。同样，p53作为一种抑癌基因，能够抑制谷胱甘肽过氧化物酶4系统中的SLC7A11，影响胱氨酸的转运，加重铁死亡[43]。铁死亡是一种非凋亡的细胞死亡形式，谷胱甘肽依赖性的谷胱甘肽过氧化物酶4是抑制铁死亡的中枢因子，同时也是催化哺乳动物细胞中磷脂氢过氧化物还原的主要酶[44]。谷胱甘肽过氧化物酶4可作为谷胱甘肽的调节因子，通过调控谷胱甘肽-二硫化物还原酶，抑制NADPH/H+向谷胱甘肽提供电子，进而将谷胱甘肽转变为氧化型谷胱甘肽。谷胱甘肽过氧化物酶4还能催化毒性脂质氢过氧化的过氧键转变为羟基，失去过氧化物活性，形成相应的醇[45]。相反，氧化的谷胱甘肽能在烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸作用下还原为谷胱甘肽[45]。
近年来大量研究表明，铁死亡作为一种新型的铁依赖性程序性细胞死亡方式，能够造成阿尔茨海默病中神经细胞的死亡。脂质过氧化是铁死亡的驱动力，与阿尔茨海默病大脑的神经变性有关，谷胱甘肽过氧化物酶4是海马和皮质神经元中膜脂质氢过氧化物的关键酶，研究报道显示，在谷胱甘肽过氧化物酶4敲除的阿尔茨海默病小鼠模型中，他莫昔芬干预导致谷胱甘肽过氧化物酶4消融表现出海马和皮质神经元蛋白降低、脂质过氧化物增加，但使用抗铁死亡活性的脂溶性抗氧化剂维生素E后逆转了上述变化，改善由铁死亡诱导的神经变性和认知损伤，减轻阿尔茨海默病突触损失及神经元功能障碍[46]。此研究也表明阿尔茨海默病中的确有铁死亡的存在。与此同时，CHEN等[47]研究发现，曾与抗氧化应激有关的脑蛋白水解物也能够通过抑制铁死亡来治疗阿尔茨海默病，在APP/PS1双转基因小鼠中，与模型组相比，脑蛋白水解物能够降低谷胱甘肽过氧化物酶4和血浆铁水平，限制阿尔茨海默病病理标记物Aβ蛋白积累并下调p-Tau/Tau比值，进而减轻神经元损伤，改善阿尔茨海默病小鼠学习记忆功能。有研究表明，外周血血清类黏蛋白1样蛋白3作为铁死亡调控阿尔茨海默病的重要调节因子，其过表达能够抑制谷胱甘肽过氧化物酶4和谷胱甘肽水平，增加丙二醛，引发铁死亡，加重阿尔茨海默病的认知障碍[48]。这对于靶向下调类黏蛋白1样蛋白3来治疗阿尔茨海默病发挥重要的潜在价值。除此之外，中药及中医传统技术对靶向胱氨酸/谷氨酸的介导的铁死亡治疗阿尔茨海默病具有积极作用。有研究发现，天然存在的多酚作为双效治疗剂，其中单个多功能分子单宁酸结合在谷胱甘肽过氧化物酶4的激活剂位点，上调铁死亡抑制因子，减轻淀粉样蛋白和tau蛋白级联反应，为通过激活谷胱甘肽过氧化物酶4治疗阿尔茨海默病提供了一种创新性方法[49]。有研究发现，在APP/PS1小鼠模型中，茯苓酸能够激活核转录因子2/SLC7A11/谷胱甘肽过氧化物酶4信号通路，进而增强神经元的抗氧化功能，增加谷胱甘肽过氧化物酶4和谷胱甘肽含量，减少铁过度积累，从而抑制神经元铁死亡，改善阿尔茨海默病小鼠的认知功能[50]。
2.3.2 基于铁代谢的铁死亡途径调控阿尔茨海默病 铁的摄取、储存和利用异常是细胞内导致脂质过氧化物积累和执行铁死亡所必需的[51]。细胞中铁的摄取是指胞外的Fe3+通过细胞膜上的转铁蛋白转至细胞内的过程[52]。内体囊泡酸化触发Fe3+通过前列腺六跨膜上皮抗原3还原为Fe2+，然后Fe2+被二价金属转运体1释放到细胞质中的不稳定铁池中，最终，过量Fe2+通过芬顿反应产生活性氧引发铁死亡[52]。多余的Fe2+可储存在铁蛋白重链和轻链中，当机体需要额外铁时，Fe2+可通过细胞膜上的铁转运蛋白输出膜外[53]。此外，核受体共激活因子4与铁蛋白的结合增多，可引发自噬体形成，释放更多Fe2+[54]。血红素加氧酶1是血红素降解途径中的限速酶，可释放血红蛋白中的Fe2+，增加细胞内游离铁的积聚[55]。
铁死亡调节功能的紊乱被认为是造成阿尔茨海默病的新型程序性死亡之一。LI等[56]研究发现，在高铁膳食诱导的APP/PS1小鼠阿尔茨海默病模型中，脑组织中转铁蛋白降低，二价金属转运体1表达升高，促进游离亚铁离子向细胞质中输出，诱导铁的再分布，导致Aβ斑块形成和神经元变性，加剧阿尔茨海默病的发生发展。AYTON等[57]在阿尔茨海默病患者死后脑组织中发现，颞下叶铁负荷升高可能通过诱导铁死亡来增加神经元缠结和Aβ斑块形成，进而导致认知功能下降，验证了铁死亡与阿尔茨海默病发病机制的相关性。APOE基因的等位基因变异为散发性阿尔茨海默病带来了最大的遗传风险，有研究证明高丰度的 APOE 能够通过激活磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B通路，进而抑制铁自噬蛋白核受体共激活因子4，避免铁依赖性脂质过氧化，最终抑制铁死亡，改善阿尔茨海默病的发生[58]。同时，铁稳态紊乱会加剧阿尔茨海默病病理变化的氧化损伤和认知缺陷。
去铁胺是一种铁螯合剂，可降低铁中毒引起的疾病，ZHU等[59]基于麦芽糖酸铝在阿尔茨海默病大鼠中引起的学习记忆能力障碍，使用铁螯合剂去铁胺后，线粒体膜密度减少嵴增加，谷胱甘肽过氧化物酶4表达上调，丙二醛和活性氧表达下调，减轻铁超载介导的氧化损伤和认知缺陷，进一步证实铁代谢紊乱在阿尔茨海默病发病机制中的重要作用，表明铁螯合剂去铁胺在治疗铁死亡相关的阿尔茨海默病过程中发挥了重要作用。此外，铁转运蛋白是唯一确定的哺乳动物非血红素铁输出因子，在APPswe/PS1dE9阿尔茨海默病小鼠模型中表达下调，使得铁沉积过度，然而加入铁死亡特异性抑制剂后，有效减少铁代谢紊乱，改善Aβ聚集诱导的神经元死亡和记忆障碍[60]。此外，部分中药在抑制阿尔茨海默病细胞铁代谢介导铁死亡的过程中发挥重要作用。研究报道显示，中药复方开心散是治疗神经退行性疾病的潜在药物，在APP/PS1小鼠阿尔茨海默病模型中，开心散能够上调铁死亡抑制蛋白1，并能激活沉默调节因子1/铁死亡抑制蛋白1信号通路，进而减轻铁积累，抑制神经元铁死亡，显著改善阿尔茨海默病小鼠的学习和记忆缺陷[61]。
2.3.3 基于多不饱和脂肪酸的铁死亡途径调控阿尔茨海默病 花生四烯酸和肾上腺素是最为常见的脂质过氧化物。首先，多不饱和脂肪酸通过酰基辅酶A合成酶长链家族成员4催化花生四烯酸/肾上腺素生成花生四烯酸/肾上腺素-CoA衍生物，然后花生四烯酸/肾上腺素-CoA衍生物和磷脂酰乙醇胺在人溶血卵磷脂酰基转移酶3酯化作用下合成花生四烯酸/肾上腺素-CoA衍生物-磷脂酰乙醇胺复合物，脂氧合酶又把此复合物氧化成相应醇，最终导致脂质过氧化，诱发铁死亡[62]。
脂质过氧化物是激活铁死亡的触发因素，由于脂质过氧化物加速了膜脂的氧化，破坏了质膜的脂质双层结构，从而导致铁死亡的发生[63]。ZHANG等[64]研究表明，Aβ诱导的鼠嗜铬细胞瘤细胞系能够引起铁死亡相关的细胞内脂质代谢变化，加入远志皂苷元之后，酰基辅酶A合成酶长链家族成员4表达下调，谷胱甘肽过氧化物酶4表达上调，进而使得活性氧表达降低，减轻Aβ诱导的氧化应激和脂质代谢紊乱，为阿尔茨海默病的遏制和治疗提供新的思路。线粒体基质中的称为共济蛋白的特殊蛋白质是铁死亡的关键调节因子。WANG等[65]在谷氨酸损伤的神经母细胞瘤细胞中，过表达的共济蛋白使得酰基辅酶A合成酶长链家族成员4水平降低，铁离子浓度降低，同时线粒体膜电位恢复，线粒体形态明显改善，最终抑制铁死亡和线粒体障碍，改善阿尔茨海默病等神经退行性疾病。同时，王梦冉[66]研究表明，在Aβ诱导的阿尔茨海默病细胞模型中，跨膜蛋白16F 能够降低酰基辅酶A合成酶长链家族成员4以及活性氧水平，减轻不饱和脂肪酸衍生物，进而减少脂质过氧化物形成，最终抑制铁死亡介导阿尔茨海默病神经元的损伤，因此该研究提示跨膜蛋白16F可能成为阿尔茨海默病治疗的新靶点。此外，中药汤剂酸枣仁汤已被广泛证明对失眠、抑郁和阿尔茨海默病有积极的治疗作用，LONG等[67]在APP/PS1阿尔茨海默病小鼠中证实，酸枣仁汤能够通过激活核转录因子2信号通路，下调酰基辅酶A合成酶长链家族成员4蛋白表达，进而减轻铁蓄积和脂质过氧化，显著缓解阿尔茨海默病小鼠的学习记忆障碍。然而，目前在多不饱和脂肪酸介导的铁死亡调控阿尔茨海默病的研究还有具有较大的研究空间，未来可通过靶向酰基辅酶A合成酶长链家族成员4来探究铁死亡，为阿尔茨海默病的治疗和预防提供新视角。
2.4 铜死亡和阿尔茨海默病 铜代谢稳态的破坏会导致铜在细胞内过度积累，最终导致细胞死亡[68]。最近TSVETKOV等[15]研究揭示了铜生物学的一个新方面即铜死亡，是由铜引发、依赖于线粒体呼吸的新型细胞死亡途径。细胞内异常积累的铜离子与三羧酸循环中硫辛酸酯化组分直接结合，导致线粒体硫辛酸酯化蛋白寡聚化以及随后出现铁硫簇蛋白的丢失，进而诱发蛋白质毒性应激，导致细胞死亡[15]。三羧酸循环的蛋白质硫辛酸酯化是一种重要的赖氨酸翻译后修饰，它通过酰胺键将硫辛酸酯与蛋白质赖氨酸残基连接起来，对调控三羧酸循环的关键酶非常重要[69]。
目前研究发现铜死亡的内在作用机制包括以下几点：第一，铜结合硫辛酸酰化蛋白并引起寡聚化可以阻断三羧酸循环。铁氧还蛋白1是蛋白质酰化的上游调节因子，而硫辛酸合成酶能够催化硫辛酸生物合成及协助铁氧还蛋白1发挥作用。铁氧还蛋白1将Cu2+还原为Cu+，并且与硫辛酸合成酶结合促进二氢脂肪酰胺脱氢酶发生硫辛酸酰化，发生硫辛酸酰化后的二氢脂肪酰胺脱氢酶在过量Cu+作用下进行寡聚化，从而抑制线粒体三羧酸循环，促进铜死亡发生[15]。第二，铜引发铁硫蛋白簇丢失，影响线粒体呼吸链，抑制有氧呼吸，引发细胞铜死亡。由于铁硫簇蛋白对细胞内氧化还原变化特别敏感，线粒体内活性氧增多能够导致铁硫簇蛋白当中的[4Fe-4S]和[2Fe-2S]发生互换，进而致使铁硫簇蛋白功能紊乱，加重铜死亡[70]。
第三，谷胱甘肽是重要的内源性铜螯合剂。谷胱甘肽能够将Cu+进行螯合，进而清除细胞内存在的过量Cu+。因此，铁死亡调控通路中的Xc-转运体可能也影响铜死亡调控，包括调控胱氨酸摄取或者谷氨酰胺代谢等，最终影响谷胱甘肽对铜的螯合作用[71]。第四，铜离子载体伊利司莫可以直接将Cu2+载入细胞，并被铁氧还蛋白1还原为Cu+，进而诱导细胞铜死亡的发生[72]。第五，p53可能通过多途径对铜死亡调控进行双向调节。p53通过对谷胱甘肽生成的双重调控作用影响铜死亡，p53作用于细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂能够促进谷胱甘肽合成，进而增加螯合铜的作用，抑制铜死亡，但p53还能够抑制SLC7A11转运体功能，随之抑制谷胱甘肽合成，加重铜死亡[73]；p53促进谷氨酰胺酶2功能，调控谷氨酰胺酶代谢，增加谷氨酸水平，进而合成谷胱甘肽[74]；p53也可以直接参与铁硫蛋白簇生物合成，增强线粒体代谢，进而抑制铜死亡的进一步加重[75]。
铜稳态失衡是脑损伤的关键机制之一。在阿尔茨海默病中，铜可以通过芬顿反应产生反应性自由基，并直接与Aβ斑块和淀粉样蛋白前体蛋白相互作用，从而促进Aβ斑块的合成和聚集[76]。铜还可以直接与Aβ斑块结合，促进活性氧产生[76]。同时，有研究证实，从Aβ肽中螯合铜可以阻碍其积累并最大限度地提高Aβ降解抑制羟基自由基的产生和氧化损伤，并最终减少细胞死亡[77]。据报道，在暴露于Cu环境下的人神经母细胞瘤细胞通过其5’非翻译区的mRNA增强APP翻译及Aβ淀粉样变性，同时提高铜暴露环境中的APP/PS1 阿尔茨海默病小鼠中相关促炎细胞因子的水平[78]。上述研究表明，阿尔茨海默病的发病机制受铜代谢的影响，而过量Cu+积聚能够引发细胞铜死亡。有研究在C57BL/6J小鼠和海马神经元暴露于高铜环境中发现，过量摄入铜不仅增加小鼠肾脏的Cu排泄量，更促进小鼠海马体内Cu的积累。具体机制表现为铜转运蛋白1表达上调，促进Cu+胞内积累及二氢脂肪酰胺脱氢酶寡聚化，进而导致铁硫簇缺失和热休克蛋白70的表达增加，同时行为学检测中小鼠平台潜伏期和目标区域逃逸延迟，诱导小鼠认知障碍的产生。此外，用铜螯合剂BCS去除Cu后，小鼠海马神经元细胞中细胞凋亡水平和上述铜死亡相关蛋白表达的变化部分恢复，表明铜引起的神经元细胞死亡可能是由铜死亡作用介导的[79]。此外，LAI等[80]使用310个阿尔茨海默病临床样本、加权相关网络分析算法和机器学习工具鉴定了2个与铜死亡相关的分子基因簇，这些基因簇使得免疫应答和免疫浸润升高，与Aβ水平和β分泌酶活性高度相关。此外，使用生物信息学方法，分别从基因数据库中鉴定出7个与阿尔茨海默病相关的铜死亡中心基因和6个靶向这些基因的药物[81]。同时陈桂林等[82]通过生物信息学探讨阿尔茨海默病患者NK细胞与铜死亡机制的相关性，并通过实验验证铁氧还蛋白1、ATP 酶铜转运α、丙酮酸脱氢酶和二氢硫辛酰胺琥珀酰转移酶基因在阿尔茨海默病中存在差异性表达，这为阿尔茨海默病的诊疗提供了潜在的研究思路和靶点。
铜死亡调控阿尔茨海默病的作用机制总结见表1。
2.5 双硫死亡与阿尔茨海默病 双硫死亡是一种新型细胞死亡类型，这种细胞死亡是过量胱氨酸积累引起的二硫化物应激导致的，它不能被常规的细胞死亡抑制剂所抑制，也无法通过敲除铁死亡/细胞凋亡的关键基因来阻止[83]。如前所述，SLC7A11也是铁死亡及铜死亡关键调节因子之一，因此被认为是靶向铁死亡和铜死亡的有效靶标。正常情况下，胱氨酸谷氨酸转运受体系统中的SLC7A11转运体将胱氨酸转运入细胞。当细胞内胱氨酸谷氨酸转运受体充足时，过量的胱氨酸将转化为半胱氨酸，最终半胱氨酸生成谷胱甘肽进而还原活性氧，降低脂质过氧化物表达，维持细胞正常的生理稳态[84]。而胱氨酸谷氨酸转运受体含量的影响因素涉及磷酸戊糖途径，即葡萄糖以的6-磷酸葡萄糖为起始物在6-磷酸葡萄糖脱氢酶催化下形成6-磷酸葡萄糖酸，进而生成5-磷酸核糖及催化NADP+转换为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸[85]。在葡萄糖饥饿或使用葡萄糖转运体抑制剂阻碍磷酸戊糖途径后，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸生成减少，胱氨酸转化为半胱氨酸受阻。过量胱氨酸聚集于细胞内，触发细胞中二硫键应激，导致肌动蛋白细胞骨架之间形成二硫键，F-肌动蛋白收缩并脱离质膜，最终导致细胞发生双硫死亡[16]。同时SLC7A11的高表达导致胱氨酸摄入过量也有助于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸的消耗，导致双硫死亡发生[16]。
肌动蛋白细胞骨架是阿尔茨海默病依赖性突触可塑性中的关键元件，它能够参与调节突触传递机制的不同方面。首先，肌动蛋白丝能够重塑树突棘以响应接收到的刺激。其次，肌动蛋白聚合是网格蛋白介导的内吞作用的驱动力并参与囊泡分选，从而控制谷氨酸受体水平及淀粉样蛋白级联反应，影响Aβ产生[86]。随着二硫键形成肌动蛋白细胞骨架蛋白迁移中断，F-肌动蛋白收缩，从细胞的质膜上分离，最终导致双硫死亡[16]。因此，二硫键的积累和双硫死亡的机制能够破坏肌动蛋白细胞骨架，表明双硫死亡与阿尔茨海默病之间存在潜在联系。随着双硫死亡的潜在机制被发现，双硫死亡相关基因与阿尔茨海默病之间的关系仍不清楚。ZHU等[87]利用基因表达综合数据库分析发现正常样本和阿尔茨海默病样本之间共有8个差异表达基因，其中SLC7A11和人糖原合成酶1在阿尔茨海默病样本中表达上调，随后，CIBERSORT算法显示阿尔茨海默病和对照样本之间的免疫细胞存在显着差异。这些结果初步表明阿尔茨海默病患者中可能存在双硫死亡，同时双硫死亡相关簇还在阿尔茨海默病免疫细胞中发挥重要作用[87]。研究人员发现SLC7A11高表达在葡萄糖饥饿下会造成新的细胞死亡类型，抑制二硫键积累可防止这种死亡，表明二硫键分子的细胞内脂生成是SLC7A11高表达引起死亡的必要条件[16]，因此未来有必要通过靶向抑制二硫键分子来探究治疗阿尔茨海默病的潜在作用靶点。此外，葡萄糖转运体抑制剂BAY-876能有效抑制肾癌细胞的葡萄糖摄取，导致烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸的产生减少，进而使肌动蛋白细胞骨架蛋白二硫键的异常形成和F-肌动蛋白网络的崩溃，最终促进二硫应激的发生[17]。故在阿尔茨海默病研究当中可以以葡萄糖转运体抑制剂为突破口深入研究在双硫死亡内在机制中与阿尔茨海默病相关的Aβ样蛋白及tau磷酸化的关系。然而，目前关于双硫死亡在阿尔茨海默病中的病理机制研究处于生物信息学分析阶段，基础及临床研究还有待于探索。双硫死亡调控阿尔茨海默病的作用机制总结见表2。
2.6 以自噬为核心的各程序性死亡在阿尔茨海默病中的相互作用 在阿尔茨海默病进展的全过程中，程序性死亡的多模式结合方式均可发挥重要作用。自噬在阿尔茨海默病中作为串扰各细胞程序性死亡的重要关键节点发挥着重要作用。自噬是将自身内部的蛋白或细胞器吞噬包裹形成囊泡，随后与溶酶体融合，导致内容物分解和自噬底物回收进而引起自我消化的细胞程序死亡形式[88]。自噬在阿尔茨海默病中能够分别串扰凋亡、坏死性凋亡、焦亡、铁死亡及铜死亡等细胞程序性死亡形式。
2.6.1 阿尔茨海默病中自噬能够调控凋亡的发生 XIE等[89]在谷氨酸诱导的阿尔茨海默病细胞模型中发现谷氨酸刺激能够显著提高自噬因子重组人自噬效应蛋白1和人微管相关蛋白轻链3蛋白表达，并降低B细胞淋巴瘤2/Bcl-2相关蛋白X蛋白比值及p62蛋白表达，但这些结果在施用自噬抑制剂3-MA处理后，半胱氨酸蛋白酶3表达升高，B细胞淋巴瘤2/Bcl-2相关蛋白X蛋白比值降低，线粒体膜电位得到恢复，减轻凋亡的发生，为治疗阿尔茨海默病提供了新思路。
2.6.2 阿尔茨海默病中以自噬与坏死性凋亡为核心的串扰可能引发焦亡和铁死亡 有研究发现，在Aβ诱导的神经母细胞瘤细胞中，IKKβ激酶激活可以增强自噬，当沉默自噬相关因子抗甲状腺球蛋白抗体4/5时，显著增加了细胞中坏死性凋亡效应因子磷酸化受体蛋白相互作用蛋白激酶1表达，加剧坏死性凋亡的发生，表明在Aβ诱导的神经母细胞瘤细胞中自噬可抑制RIPK诱导的坏死性凋亡，进一步研究发现，自噬上游信号分子IKKβ激酶激活可抑制自噬受损介导的坏死性凋亡，减少Aβ的沉积，对改善阿尔茨海默病起一定治疗作用[90]。混合系激酶域样蛋白是坏死性凋亡的关键执行者，能够通过诱导钾离子外排促进含NLR家族pyrin域蛋白3炎症小体激活，进而引发焦亡的发生，这预示着坏死性凋亡和焦亡之间存在相互作用关系[91]。更有证据表明，在流感病毒感染期间通过激活坏死性凋亡经典通路轴触发含NLR家族pyrin域蛋白3炎症小体激活及随后的等炎症因子释放[91]。此外，坏死性凋亡与铁死亡之间在阿尔茨海默病中也存在一定串扰关系。以往研究发现，在Aβ诱导的阿尔茨海默病大鼠的内嗅皮质中坏死性凋亡可在铁死亡抑制剂铁抑素的阻断作用下，导致铁死亡关键因子谷胱甘肽过氧化物酶4和SLC7A11的表达升高，转铁蛋白受体水平降低，导致受体蛋白相互作用蛋白激酶1/3和混合系激酶域样蛋白表达下降，进而改善坏死性凋亡介导的阿尔茨海默病病理进程。深入研究显示，坏死性凋亡的抑制剂Necrostain-1对铁死亡没有影响，但Aβ诱导的坏死性凋亡被铁抑素抑制，表明铁死亡途径可作为坏死性凋亡的上游信号共同调控阿尔茨海默病中的Aβ神经毒性[38]。
2.6.3 阿尔茨海默病中以自噬与焦亡为核心的串扰可能影响铁死亡 在5XFAD/含NLR家族pyrin域蛋白3敲除小鼠模型中，研究人员发现p62能使小胶质细胞中的促炎反应降低，Aβ斑块沉积减少，认知功能改善。具体机制为P62识别泛素修饰的含NLR家族pyrin域蛋白3并与之结合，进而参与ALP相关的含NLR家族pyrin域蛋白3蛋白降解，最终维持吞噬功能并减轻小胶质细胞的促炎和焦亡状态来改善阿尔茨海默病病理进程[92]。然而，细胞焦亡和铁死亡之间也存在串扰。例如，在骨髓系细胞中，焦孔素D和半胱氨酸蛋白酶11的表达以谷胱甘肽过氧化物酶4敲除程度依赖性方式促进对多种微生物感染的易感性[93]。
2.6.4 阿尔茨海默病中以自噬与铁死亡为核心的串扰可能影响铁死亡和双硫死亡 据报道，自噬在铁稳态的调节中起着重要作用。过量铁能与铁蛋白相互作用并与核受体共激活因子4结合诱发选择性自噬，释放更多游离铁。同时，p62可以导致铁蛋白自噬异常表达，从而诱发铁代谢积累和铁过载[94]。同时，阿尔茨海默病中线粒体自噬和铁死亡之间也存在串扰。LI等[95]通过体内实验建立Aβ诱导的阿尔茨海默病损伤细胞模型，发现CD36/PTEN诱导假定激酶1/帕金蛋白信号通路介导线粒体自噬和铁死亡串扰，而这种铁死亡途径可被自噬激动剂CCCP改善，但被线粒体自噬抑制剂Mdivi-1加剧，这表明此通路引起线粒体自噬在调控铁死亡和抑制阿尔茨海默病淀粉样蛋白的沉积方面发挥重要作用。因此，自噬系统的失调可能直接导致阿尔茨海默病大脑细胞中的铁积累，进而引发铁死亡。而铁死亡抑制因子SLC7A11与铜死亡及双硫死亡密切相关。SLC7A11表达升高，能够促进谷胱甘肽合成，降低活性氧，抑制脂质过氧化生成进而防止铁死亡的发生；SLC7A11水平上调，促进半胱氨酸合成谷胱甘肽，进而螯合铜离子，降低细胞内铜离子水平，抑制铜死亡发生[71]；相反，高表达的SLC7A11能够消耗大量烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，使得胱氨酸转变为半胱氨酸受阻，进而触发细胞内二硫键积累，引发二硫死亡[16]。虽然目前阿尔茨海默病在铜死亡和双硫死亡中报道不多，但以SLC7A11为枢纽把铁死亡、铜死亡和双硫死亡把联系起来能更好的为日后研究者探索阿尔茨海默病的发病机制提供线索。以自噬为核心的各程序性死亡在阿尔茨海默病中的相互作用，见图6。
2.7 新型程序性死亡在阿尔茨海默病中的临床转化 铁死亡作为一种新型的程序性细胞死亡，已被证明参与阿尔茨海默病的发病机制，在阿尔茨海默病临床治疗中具有巨大应用潜力。去铁胺是一种临床实践中常用的铁螯合剂，可能是治疗阿尔茨海默病的有效方法。有研究对48例阿尔茨海默病患者进行了为期24个月的肌内注射去铁胺单盲试验，与对照组相比，去铁胺将阿尔茨海默病的临床进展率降低了50%，但同时伴随着体质量和食欲下降等不良反应[96]。如前述的维生素E已被发现可以减少谷胱甘肽过氧化物酶4敲除后小鼠大脑中的脂质过氧化，减弱神经元的铁死亡形态，并改善小鼠的认知功能。然而，在随机临床试验中，维生素E对阿尔茨海默病或轻度认知障碍患者的治疗作用并不显著[97]。此外，另一项临床试验发现，与安慰剂相比，维生素E治疗加速了认知能力下降[98]。因此，维生素E在阿尔茨海默病中的使用仍然值得怀疑，需要更多的临床试验来确定其效果。在阿尔茨海默病的治疗中，铁死亡抑制剂Fer-1被证明可以改善体外和体内的神经元死亡和记忆障碍。尽管体内和体外研究已经证明了Fer-1在改善氧化应激和预防铁死亡方面的重要作用，但目前还没有临床试验，其在阿尔茨海默病中的确切疗效及其不良反应需要进一步探索。拉曲匹定是一种抗组胺药，能够通过减少线粒体肿胀和稳定线粒体膜电位作用。在一项纳入中度阿尔茨海默病患者的Ⅱ期临床试验中，拉曲匹定与安慰剂相比显著改善认知功能[99]。然而，一项用拉曲匹定治疗轻度至中度阿尔茨海默病患者中，因拉曲匹定组和安慰剂组之间没有观察到显著差异最终在Ⅲ期临床试验研究时被中止[99]。雷帕霉素是一种雷帕霉素机械靶蛋白的选择性抑制剂，可增加人微管相关蛋白轻链3的水平并抑制雷帕霉素机械靶蛋白信号传导，在体内外能显著改善阿尔茨海默病的病理进程[100]。因此，雷帕霉素机械靶蛋白抑制剂作为靶向治疗阿尔茨海默病的策略能够引起研究者们的广泛关注。姜黄素和白藜芦醇等天然生物活性成分可作为雷帕霉素机械靶蛋白抑制剂来调节线粒体自噬，它们具有结构稳定、安全性高及成本低等优点，具有广泛的临床潜力[101]。然而，大多数关于铁死亡和线粒体自噬调节的研究都是基于细胞和动物模型的临床前研究，这些模型可能无法准确反映对人类的影响。其次关于铜死亡和双硫死亡的机制探索刚刚兴起，临床前研究正处于起步阶段。这些都为靶向铁死亡、线粒体自噬、铜死亡和双硫死亡的药物临床应用带来了挑战。
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据世界卫生组织估计，未来几十年全球人口中痴呆症的总体预测患病率将翻两番，到2050年预计超过1.31亿[1]。阿尔茨海默病是最常见的痴呆症形式，由于细胞外β-淀粉样斑块(β-amyloid plaques，Aβ)和细胞内神经原纤维缠结的异常聚集，导致神经元细胞死亡、突触降解和神经胶质增生，进一步加剧神经元变性，出现记忆、思维、推理和行为改变，最终形成痴呆[2]。阿尔茨海默病对患者的生活质量影响重大，并对其家庭和社会造成沉重经济负担。
阿尔茨海默病的典型病理特征包括细胞外不溶性淀粉样蛋白Aβ斑块和细胞内聚集的高磷酸化Tau蛋白[3]。其中Tau蛋白是一组主要在微管中起作用的结构蛋白，当过度磷酸化时，Tau蛋白会具有毒性并形成聚集体，有助于阿尔茨海默病的病理发展[3]。Tau蛋白过度磷酸化可导致神经原纤维异常折叠、断裂和聚集，最终形成神经原纤维缠结[3]。大脑海马区和皮质区的细胞外Aβ斑块和细胞内神经原纤维缠结是阿尔茨海默病的标志[2]。这些变化会导致进行性记忆丧失、认知能力下降、行为和情绪变化、思维混乱、语言问题和情绪波动等阿尔茨海默病症状[4]。虽然导致阿尔茨海默病发生的潜在机制尚未明确，但已经确定了许多危险因素，如年龄、遗传易感性、金属暴露、脑血管疾病和心理障碍等[4]。细胞程序性死亡能够对机体不再需要或对生物体构成潜在危险的细胞进行可调节且高度有序的清理与处置，是正常细胞更新和内环境稳态所必需的调节途径[5]。阿尔茨海默病的神经退行性病理机制复杂繁多，包括不同类型及单独或联合串扰的神经元细胞死亡形式，其中各类程序性死亡能够基于遗传因素决定阿尔茨海默病中神经细胞的主动有序死亡，对调节阿尔茨海默病恢复至稳态至关重要[6]。
逐渐增多的证据表明，除凋亡等研究较成熟的程序性死亡方式外，线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡等新型程序性细胞死亡陆续被发现可能清除Aβ蛋白积累及抑制Tau蛋白磷酸化，进而参与阿尔茨海默病的发生、发展及预后，并值得进一步探讨和研究[7]。同时，随着对各类程序性死亡形式的深入研究，目前已由单类程序性死亡调控阿尔茨海默病逐渐转入多类程序性死亡之间的相互串扰机制来深层次、多靶标的干预阿尔茨海默病。因此，文章讨论了针对阿尔茨海默病细胞/动物模型中线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡的基础研究及最新疗法，并探究总结出以自噬为核心的各类程序性死亡在阿尔茨海默病中的串扰作用，同时涉及线粒体自噬和铁死亡等新型程序性死亡在调控阿尔茨海默病发病机制的临床转化，为未来的研究设计提供新思路和新视角。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程
阿尔茨海默病的典型病理特征包括细胞外不溶性淀粉样蛋白Aβ斑块和细胞内聚集的高磷酸化Tau蛋白[3]。其中Tau蛋白是一组主要在微管中起作用的结构蛋白，当过度磷酸化时，Tau蛋白会具有毒性并形成聚集体，有助于阿尔茨海默病的病理发展[3]。Tau蛋白过度磷酸化可导致神经原纤维异常折叠、断裂和聚集，最终形成神经原纤维缠结[3]。大脑海马区和皮质区的细胞外Aβ斑块和细胞内神经原纤维缠结是阿尔茨海默病的标志[2]。这些变化会导致进行性记忆丧失、认知能力下降、行为和情绪变化、思维混乱、语言问题和情绪波动等阿尔茨海默病症状[4]。虽然导致阿尔茨海默病发生的潜在机制尚未明确，但已经确定了许多危险因素，如年龄、遗传易感性、金属暴露、脑血管疾病和心理障碍等[4]。细胞程序性死亡能够对机体不再需要或对生物体构成潜在危险的细胞进行可调节且高度有序的清理与处置，是正常细胞更新和内环境稳态所必需的调节途径[5]。阿尔茨海默病的神经退行性病理机制复杂繁多，包括不同类型及单独或联合串扰的神经元细胞死亡形式，其中各类程序性死亡能够基于遗传因素决定阿尔茨海默病中神经细胞的主动有序死亡，对调节阿尔茨海默病恢复至稳态至关重要[6]。
逐渐增多的证据表明，除凋亡等研究较成熟的程序性死亡方式外，线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡等新型程序性细胞死亡陆续被发现可能清除Aβ蛋白积累及抑制Tau蛋白磷酸化，进而参与阿尔茨海默病的发生、发展及预后，并值得进一步探讨和研究[7]。同时，随着对各类程序性死亡形式的深入研究，目前已由单类程序性死亡调控阿尔茨海默病逐渐转入多类程序性死亡之间的相互串扰机制来深层次、多靶标的干预阿尔茨海默病。因此，文章讨论了针对阿尔茨海默病细胞/动物模型中线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡的基础研究及最新疗法，并探究总结出以自噬为核心的各类程序性死亡在阿尔茨海默病中的串扰作用，同时涉及线粒体自噬和铁死亡等新型程序性死亡在调控阿尔茨海默病发病机制的临床转化，为未来的研究设计提供新思路和新视角。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程
1.1 资料来源
1.1.1 检索人及检索时间 由第一作者在2023-12-10进行检索。
1.1.2 检索文献时限 1991-2024年。
1.1.3 检索数据库 中国知网和PubMed数据库。
1.1.4 检索词 英文检索词为“Programmed cell death，alzheimer’s disease，mitophagy，ferroptosis，disulfidptosis，cuproptosis”等。中文检索词为“阿尔茨海默病，线粒体自噬，铁死亡”等。
1.1.5 检索文献类型 文献为综述、基础研究及临床研究。
1.1.6 手工检索情况 无。
1.2 入组标准
1.2.1 纳入标准 ①有关细胞程序性死亡在阿尔茨海默病中的实验性或基础研究；②相同领域中论点、论据可靠且在权威杂志上发表的文献。
1.2.2 排除标准 ①重复性研究及陈旧性文献；②文献资料无法获取的部分文献。
1.1.1 检索人及检索时间 由第一作者在2023-12-10进行检索。
1.1.2 检索文献时限 1991-2024年。
1.1.3 检索数据库 中国知网和PubMed数据库。
1.1.4 检索词 英文检索词为“Programmed cell death，alzheimer’s disease，mitophagy，ferroptosis，disulfidptosis，cuproptosis”等。中文检索词为“阿尔茨海默病，线粒体自噬，铁死亡”等。
1.1.5 检索文献类型 文献为综述、基础研究及临床研究。
1.1.6 手工检索情况 无。
1.1.7 检索策略 见图1。
1.1.8 检索文献量 初步检索到2 768篇文献。
1.2 入组标准
1.2.1 纳入标准 ①有关细胞程序性死亡在阿尔茨海默病中的实验性或基础研究；②相同领域中论点、论据可靠且在权威杂志上发表的文献。
1.2.2 排除标准 ①重复性研究及陈旧性文献；②文献资料无法获取的部分文献。
1.3 文献质量评估及数据的提取 对于检索到的2 768篇文献，通过阅读题目及摘要进行初步筛选，排除与文章内容不相关的文献，最终纳入101篇文献，其中英文文献98篇，中文文献3篇。文献筛选流程图见图2。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程
3.1 既往他人在该领域研究的贡献和存在的问题 细胞程序性死亡作为一个复杂的生理和病理过程，受多种因素的调节。阿尔茨海默病作为世界上最常见的神经退行性疾病之一，一直困扰着人类。而近期新型程序性死亡形式(线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡)与阿尔茨海默病发病机制有着密切联系，见表3。尽管关于铜死亡的研究刚刚兴起，但线粒体自噬、铁死亡及铜死亡目前已开展阿尔茨海默病细胞/动物等基础实验来探究与阿尔茨海默病中Aβ过度积累或Tau蛋白磷酸化的相关性。而对于铜死亡和双硫死亡，更多研究者主要集中在通过生物信息学分析、获取差异基因、构建预测模型及实验验证来探讨对阿尔茨海默病的调控机制。线粒体自噬在阿尔茨海默病中目前认为是一种细胞保护机制，通过靶向调控PTEN诱导假定激酶1/帕金蛋白信号通路增强线粒体自噬减轻Aβ积聚及磷酸化Tan蛋白，改善阿尔茨海默病。同样，在阿尔茨海默病中发现新的引发线粒体自噬受体精神分裂症紊乱因子1近年来备受关注，在恢复线粒体功能障碍、减轻神经毒性方面扮演者重要角色。由此可见，调控这些方面或许可成为预防阿尔茨海默病发生的新方法。
目前关于铁死亡在阿尔茨海默病发病机制的研究已成为热点研究，主要集中在谷胱甘肽/谷胱甘肽过氧化物酶4途径、铁代谢途径和多不饱和脂肪酸途径，对于铁死亡的其他途径仍在深入研究，以及关于铁死亡的相关特异性基因和机制仍有待于发现和探索。同时，铜死亡和双硫死亡的定义分别出现在2022年和2023年，出现时间不久，基本上停留在生信研究分析阶段，即根据基因数据库筛选、生信数据分析以及铜死亡和双硫死亡的差异基因表达，建立基因预后标志和基因模型以及探究对免疫浸润的相关性研究。目前，针对于铜死亡和双硫死亡通过基础实验进行调控阿尔茨海默病的机制以及通路机制研究较匮乏，这将会是未来几年当中研究的重要方向。各类型细胞程序性死亡模式在阿尔茨海默病病理机制中存在串联机制，形成了已自噬为核心的凋亡、坏死性凋亡、焦亡、铁死亡、铜死亡及双硫死亡的复杂相互作用网络，为促精准、多层次、多靶点调控阿尔茨海默病提供了巨大潜力。
由于线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡大多数研究都基于基础实验或生物信息学分析，缺乏大规模、长期的临床研究验证，因此未来需要继续研究和梳理与新型程序性死亡相关的信号通路，探讨与阿尔茨海默病病理过程中的Aβ或tau的神经毒性相关的信号转导机制，并进行临床实验设计加快临床转化，进一步探索天然植物产物抑制线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡的关键靶点，为新药开发提供机制，进一步为未来治疗阿尔茨海默病提供新思路和有效策略。阿尔茨海默病发生的早晚期是否会发生不同程度的细胞程序性死亡？是否在阿尔茨海默病中存在未发觉的新的程序性死亡组分？除了目前所发现的程序性死亡的串扰机制以外，其他靶点是否能够在程序性死亡中发挥相互作用机制抗阿尔茨海默病？有许多问题亟待解决，深入研究程序性死亡在阿尔茨海默病中的作用机制，有助于为开发新的治疗方法奠定基础。
3.2 作者综述区别于他人他篇的特点 以往综述在阿尔茨海默病程序性死亡的研究多处在单方面探讨各类程序性死亡本身的作用机制，而没有深入探究各类程序性死亡串扰以及各类程序性死亡之间以自噬为核心的广泛串扰网络对阿尔茨海默损伤的病理影响。该综述在此基础上详细阐述了阿尔茨海默中基于线粒体自噬、铁死亡、铜死亡及双硫死亡的新型程序性死亡最新研究进展及分子机制，并重点探讨线粒体自噬和铁死亡在阿尔茨海默病中的具体机制，同时引入新兴的铜死亡和双硫死亡对于阿尔茨海默病的调控及影响。此外，还针对于新型程序性死亡的临床转化进行深入分析。期待为未来研究者探索阿尔茨海默病的发病机制和治疗策略提供新视角和新思路。
3.3 综述的局限性 近年来，对肿瘤等多种疾病中线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡的研究更广泛。然而，关于线粒体自噬在阿尔茨海默中的作用以及相关干预措施的研究不够深入。且由于篇幅限制，文章未能将通过靶向调控程序性死亡改善阿尔茨海默的药物治疗进行归纳总结，此外，铜死亡和双硫死亡作为一种新的程序性死亡方式，目前阿尔茨海默病中报导不够深入，未来仍然需要进一步的研究及持续关注。
3.4 综述的意义 阿尔茨海默病发病机制繁复，涉及多种细胞程序性死亡模式，其中包括新型程序性死亡中的线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡。因此，深入研究新型程序性死亡，寻找更多程序性死亡相同激活靶点，有助于阐明阿尔茨海默病后细胞死亡的分子机制，揭示其在阿尔茨海默病发病中的角色，为防治阿尔茨海默病寻找新的靶点和理论基础。同时各类型细胞程序性死亡模式中存在关联，探讨与阿尔茨海默病有关的细胞互相之间不同死亡模式的联合串扰调控机制，有助于研发和筛选基于程序性死亡治疗阿尔茨海默病的调控药物，对于改善阿尔茨海默病起到更好的作用疗效。
3.5 课题专家组对未来的建议 目前关于阿尔茨海默病后程序性死亡仍具有研究空间，未来可以从以下几方面入手：①阿尔茨海默病病理机制的繁复性使得其不能只靶向调控某种单一程序性死亡，未来可以开发针对多种程序性死亡方式的联合治疗；②阿尔茨海默病后脑内神经元及其各类胶质细胞均可程序性死亡，多项报道仅在单一细胞中进行探讨，日后可将各类神经元与各类胶质细胞间的程序性死亡串扰方面进行研究；③积极开展针对阿尔茨海默病患者的临床试验，开发基于循证医学的中药复方。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程
目前关于铁死亡在阿尔茨海默病发病机制的研究已成为热点研究，主要集中在谷胱甘肽/谷胱甘肽过氧化物酶4途径、铁代谢途径和多不饱和脂肪酸途径，对于铁死亡的其他途径仍在深入研究，以及关于铁死亡的相关特异性基因和机制仍有待于发现和探索。同时，铜死亡和双硫死亡的定义分别出现在2022年和2023年，出现时间不久，基本上停留在生信研究分析阶段，即根据基因数据库筛选、生信数据分析以及铜死亡和双硫死亡的差异基因表达，建立基因预后标志和基因模型以及探究对免疫浸润的相关性研究。目前，针对于铜死亡和双硫死亡通过基础实验进行调控阿尔茨海默病的机制以及通路机制研究较匮乏，这将会是未来几年当中研究的重要方向。各类型细胞程序性死亡模式在阿尔茨海默病病理机制中存在串联机制，形成了已自噬为核心的凋亡、坏死性凋亡、焦亡、铁死亡、铜死亡及双硫死亡的复杂相互作用网络，为促精准、多层次、多靶点调控阿尔茨海默病提供了巨大潜力。
由于线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡大多数研究都基于基础实验或生物信息学分析，缺乏大规模、长期的临床研究验证，因此未来需要继续研究和梳理与新型程序性死亡相关的信号通路，探讨与阿尔茨海默病病理过程中的Aβ或tau的神经毒性相关的信号转导机制，并进行临床实验设计加快临床转化，进一步探索天然植物产物抑制线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡的关键靶点，为新药开发提供机制，进一步为未来治疗阿尔茨海默病提供新思路和有效策略。阿尔茨海默病发生的早晚期是否会发生不同程度的细胞程序性死亡？是否在阿尔茨海默病中存在未发觉的新的程序性死亡组分？除了目前所发现的程序性死亡的串扰机制以外，其他靶点是否能够在程序性死亡中发挥相互作用机制抗阿尔茨海默病？有许多问题亟待解决，深入研究程序性死亡在阿尔茨海默病中的作用机制，有助于为开发新的治疗方法奠定基础。
3.2 作者综述区别于他人他篇的特点 以往综述在阿尔茨海默病程序性死亡的研究多处在单方面探讨各类程序性死亡本身的作用机制，而没有深入探究各类程序性死亡串扰以及各类程序性死亡之间以自噬为核心的广泛串扰网络对阿尔茨海默损伤的病理影响。该综述在此基础上详细阐述了阿尔茨海默中基于线粒体自噬、铁死亡、铜死亡及双硫死亡的新型程序性死亡最新研究进展及分子机制，并重点探讨线粒体自噬和铁死亡在阿尔茨海默病中的具体机制，同时引入新兴的铜死亡和双硫死亡对于阿尔茨海默病的调控及影响。此外，还针对于新型程序性死亡的临床转化进行深入分析。期待为未来研究者探索阿尔茨海默病的发病机制和治疗策略提供新视角和新思路。
3.3 综述的局限性 近年来，对肿瘤等多种疾病中线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡的研究更广泛。然而，关于线粒体自噬在阿尔茨海默中的作用以及相关干预措施的研究不够深入。且由于篇幅限制，文章未能将通过靶向调控程序性死亡改善阿尔茨海默的药物治疗进行归纳总结，此外，铜死亡和双硫死亡作为一种新的程序性死亡方式，目前阿尔茨海默病中报导不够深入，未来仍然需要进一步的研究及持续关注。
3.4 综述的意义 阿尔茨海默病发病机制繁复，涉及多种细胞程序性死亡模式，其中包括新型程序性死亡中的线粒体自噬、铁死亡、铜死亡和双硫死亡。因此，深入研究新型程序性死亡，寻找更多程序性死亡相同激活靶点，有助于阐明阿尔茨海默病后细胞死亡的分子机制，揭示其在阿尔茨海默病发病中的角色，为防治阿尔茨海默病寻找新的靶点和理论基础。同时各类型细胞程序性死亡模式中存在关联，探讨与阿尔茨海默病有关的细胞互相之间不同死亡模式的联合串扰调控机制，有助于研发和筛选基于程序性死亡治疗阿尔茨海默病的调控药物，对于改善阿尔茨海默病起到更好的作用疗效。
3.5 课题专家组对未来的建议 目前关于阿尔茨海默病后程序性死亡仍具有研究空间，未来可以从以下几方面入手：①阿尔茨海默病病理机制的繁复性使得其不能只靶向调控某种单一程序性死亡，未来可以开发针对多种程序性死亡方式的联合治疗；②阿尔茨海默病后脑内神经元及其各类胶质细胞均可程序性死亡，多项报道仅在单一细胞中进行探讨，日后可将各类神经元与各类胶质细胞间的程序性死亡串扰方面进行研究；③积极开展针对阿尔茨海默病患者的临床试验，开发基于循证医学的中药复方。
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文题释义：
阿尔茨海默病：是一种神经退行性疾病，其特征是形成含β-淀粉样蛋白的细胞外斑块和含磷酸化Tau蛋白的细胞内神经原纤维缠结。#br#铜死亡：是由细胞内异常积累的铜离子与三羧酸循环中硫辛酸酯化组分直接结合，导致线粒体硫辛酸酯化蛋白寡聚化以及随后出现铁硫簇蛋白的丢失，进而诱发蛋白质毒性应激，从而导致的一种新型细胞死亡形式。
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近年来，随着对细胞程序性死亡的深入研究，阿尔茨海默病损伤涉及的新型程序性死亡模型(线粒体自噬、铁死亡、铜死亡及双硫死亡)正逐渐兴起并且未来具有较大研究空间。
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中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程
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