全 文 ：第24卷 第7期
2012年7月
生命科学
Chinese Bulletin of Life Sciences
Vol. 24, No. 7
Jul., 2012
文章编号：1004-0374(2012)07-0666-08
Necroptosis信号通路与靶向治疗的研究进展
陈　牧，黄　雷*
(上海交通大学医学院，上海200025)
摘　要：Necroptosis是一种可调控的细胞程序性坏死途径，它具有与不可调控性细胞坏死相同的形态学特征。
Necroptosis是 caspase非依赖的。当细胞凋亡被阻断时，necroptosis信号通路由死亡结构域激活启动，其中
RIP1的活化是 necroptosis的关键步骤，该步骤可被 necrostatin-1特异性抑制。近期研究表明，necroptosis在
缺血性损伤、神经退行性疾病、恶性肿瘤、病毒感染和免疫性疾病等多种疾病的病理生理过程中起重要作用，
有望作为药物开发的新靶点。对 necroptosis的发现历程、信号通路及其在疾病病理生理机制中的作用和靶
向 necroptosis的治疗等四个方面进行综述。
关键词：necroptosis；信号通路；病理生理机制；靶向治疗
中图分类号：R363 文献标识码：A
Recent advances in signal pathway of necroptosis and
necroptosis targeted therapies
CHEN Mu, HUANG Lei*
(School of Medicine, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200025, China)
Abstract: Necroptosis is a specialized pathway of programmed necrosis induced by the activation of death domain
(DD) under conditions when apoptosis execution is prevented. Necroptosis is caspase-independent, mediated by
receptor-interacting protein 1 (RIP1) activity and inhibited by necrostatin-1 (Nec-1). Although it occurs under
regulated conditions, necroptosis is characterized by the same morphological features as unregulated necrosis. In
recent years, necroptosis has been found playing a significant role in multiple pathophysiologic processes. Targeting
necroptosis pathway provides a new strategy for treatment of multiple human diseases involving ischemic injury,
neurodegeneration disease, malignant tumor, virus infection and autoimmune disease. This review includes four
parts: the discovery of necroptosis; the mechanism and signal pathway of necroptosis; the role that necroptosis plays
in pathophysiologic processes of several diseases; the necroptosis targeted therapies.
Key words: necroptosis; signal pathway; pathophysiologic mechanism; targeted therapy
收稿日期：2012-04-01； 修回日期：2012-05-04
基金项目：国家自然科学基金项目(81071666)；上海
市科学技术委员会项目(11140902600)
*通信作者：E-mail: leihuang@shsmu.edu.cn
1　Necroptosis的发现
细胞凋亡和细胞坏死是传统意义上两种区别分
明的细胞死亡过程。细胞凋亡是受基因控制的、主
动的程序性细胞死亡，是细胞生理性死亡的普遍形
式。细胞凋亡过程中 DNA发生降解，细胞皱缩分解
成凋亡小体，被邻近细胞或巨噬细胞吞噬，不发生
炎症反应。一般认为，细胞凋亡是半胱氨酸天冬氨
酸特异性蛋白酶 (cysteine aspartic acid specific protease,
caspase)依赖的程序性死亡，caspase级联反应是细
胞凋亡的执行者和中心环节。因其可调控性和可干
预性，细胞凋亡一直作为细胞死亡机制研究的重点；
而细胞坏死被定义为在外界较剧烈的物理、化学、
生物损伤下，受损细胞和组织代谢完全停止而发生
的被动的、caspase非依赖的、非程序性细胞死亡。
细胞坏死以质膜整体崩解、细胞器肿胀和线粒体功
能丧失为主要特征，并引起严重的局部炎症反应。
陈　牧，等：Necroptosis信号通路与靶向治疗的研究进展第7期 667
尽管细胞坏死广泛存在于各种各样的病理生理过程
中，但由于长期以来认为细胞坏死不可调控、无法
干预，而没有受到足够的重视。
然而，近来有研究发现一些类型的细胞坏死也
是主动的程序性死亡，可以进行调控。可调控性
细胞坏死的发现源于对死亡结构域 (death domain,
DD)的研究。DD是一段转导细胞死亡信号所需的
含有约 80个氨基酸残基的高度同源序列，它存在
于死亡受体家族成员的胞内段。死亡受体家族成员
包括肿瘤坏死因子受体 1 (tumor necrosis factor re-
ceptor 1, TNFR1)、Fas、TNF相关凋亡诱导配体受
体 1 (TNF-related apoptosis-inducing ligand receptor
1, TRAILR1)、TRAILR2、神经生长因子受体 (nerve
growth factor receptor, NGFR)等 [1]。最初的研究认为，
配体 FasL/TNF通过激活 Fas/TNFR1的死亡结构域，
继而活化 caspase级联反应而启动细胞凋亡 [2]；但
20世纪 90年代的一系列研究发现，某些类型的细
胞在不具备细胞凋亡条件时，Fas/TNFR1的激活还
可以诱导具有坏死样形态学特征的细胞死亡，而抑
制 caspase也不能阻止这种 DD介导的细胞死亡。
也就是说，DD的激活不仅可以介导细胞凋亡，还
可以导致另一种具有细胞坏死特征的、caspase非依
赖的程序性细胞死亡 [3-4]。这些研究表明，并非所
有的细胞坏死都是非程序性的，也存在程序性的细
胞坏死。
2005年，Degterev等 [5]在研究缺血性脑损伤
的细胞死亡机制时发现，小分子 necrostatin-1 (Nec-1)
不能抑制 Fas/TNFR1介导的细胞凋亡，却可以抑制
Fas/TNFR1下游分子受体相互作用蛋白 1 (receptor-
interacting protein 1, RIP1)介导的细胞坏死。这说明
该种类型的细胞坏死可被调控，由此发现了一条
位于 DD下游的介导细胞坏死的信号通路。这种
特殊的细胞坏死被命名为 necroptosis。也就是说，
ne croptosis是一种在细胞凋亡被阻断时由相应配体
(如 TNF)激活 DD而启动的、由 RIP1活化介导的、
可被 Nec-1特异性抑制的、caspase非依赖的可调控
性细胞坏死。在形态学上，necroptosis具有以下特点：
(1)细胞形态改变与不可调控性细胞坏死相似，细
胞膜、溶酶体和线粒体崩解，线粒体膜电位丧失；(2)
常伴随自噬小体形成，但自噬可能位于 necroptosis
下游；(3)常伴随大量炎症细胞的浸润。
2　Necroptosis相关信号通路
2008年，Hitomi等 [6]通过对 necroptosis调控
因子进行全基因组范围的 siRNA筛选，发现了 432
个参与调控 necroptosis的基因，其中包括 32个
RIP1的下游基因、7个同时参与 necroptosis和细胞
凋亡的基因。这些基因主要表达于神经系统和免
疫系统中。此项研究揭示了一个比较完整的调控
necroptosis的信号通路。
2.1　TNF介导的necroptosis信号通路
TNF介导的信号通路在 necroptosis中具有重
要作用，如图 1所示 [7]。TNF通过与 TNFR1结合，
导致 TNFR1结构改变并在胞内装配形成 TNFR复
合体Ⅰ。TNFR复合体Ⅰ包括 TNFR相关死亡结构
域 (TNF receptor associated death domain, TRADD)、
RIP1、凋亡蛋白细胞抑制物 (cellular inhibitor of
apoptosis proteins, cIAPs)、TNFR相关因子 2 (TNF
receptor-associated factor 2, TRAF2) 和 TRAF5。 在
cIAPs介导的 Lys63泛素化中，RIP1作为脚手架蛋
白，招募转化生长因子 β激活激酶 1 (transforming
growth factor-β activated kinase 1, TAK1)、TAK结合
蛋白 2 (TAK1-binding protein 2, TAB2)和 TAB3，形
成 TAK1-TAB2-TAB3复合物，进而激活 NF-κB信
号转导通路。同时，核黄素激酶 (riboflavin kinase,
RFK) 将 TNFR1 和 NADPH 氧化酶亚基 p22phox
连接起来，p22phox通过激活 NADPH 氧化酶 1
(NADPH oxidase 1, NOX1)，产生氧自由基 (reactive
oxygen species, ROS)释放到细胞外。此外，RIP1
还在肿瘤抑制因子 cylindromatosis (CYLD)介导的
去泛素化过程中发挥了重要的功能 [8]。
TNFR复合体 I形成后，TNFR1从 TNFR复合
体Ⅰ上解离，这时细胞质中的 RIP3与 TNFR复合
体Ⅰ中的 RIP1结合，FADD通过内吞与 TRADD
结合 —— 形成 TNFR 复合体 II (TRADD-FADD-
RIP1-RIP3)。FADD继而募集 caspase 8并导致 caspase
8自我活化，启动经典的外源性细胞凋亡途径。与
此同时，caspase 8裂解，使 RIP1和 RIP3失活，从
而抑制 necroptosis通路。因此在一般情况下，DD
的激活将诱导细胞凋亡，而非 necroptosis；而当细
胞凋亡受到抑制，特别是 caspase 8功能被阻断时，
细胞将启动 necroptosis。研究证明，RIP3可导致
caspase 8缺陷的小鼠胚胎致死 [9]。
研究同时发现，当 caspase 8被药物或者 RNA
干扰所阻断时，RIP1和 RIP3可被某种激酶磷酸化，
启动 caspase非依赖的 necroptosis[10]。RIP1和 RIP3
被磷酸化后，构象发生变化而结合得更加紧密，使
TNFR复合体Ⅱ稳定性增强，同时激活 RIP3启动
生命科学 第24卷668
下游信号通路。RIP1-RIP3复合物的形成和磷酸化是
necroptosis的关键性和特异性步骤，是 necroptosis发
生的标志。实验表明，RIP3敲除小鼠的胚胎成纤维
细胞是 necroptosis抵抗的；RIP3敲除后，TNF与
TNFR1的结合不能诱发 necroptosis[11]。在对小鼠成
纤维细胞 (NIH3T3)的研究中发现，RIP3是选择启
动细胞凋亡或 necroptosis的分子开关。当 RIP3缺
乏而 RIP1过量表达时，诱发细胞凋亡；当 RIP1缺
乏而 RIP3过量表达，则诱发 necroptosis[12]。也就
是说，RIP3不会影响 RIP1介导的细胞凋亡，却会
影响 RIP1下游的 necroptosis通路。 最新研究表明，
RIP1的中间结构域 (intermediate domain, ID)也是
necro ptosis所必需的，RIP的 ID具有抵抗细胞凋亡
的作用，缺乏 ID的 RIP1突变形式 RIPK1ΔID 将使
TNF诱导的 necroptosis转变为细胞凋亡 [13]。
尽管 RIP3下游的分子机制仍然不明确，但
ROS 导致的脂质过氧化、生物能量代谢级联反
应、溶酶体膜通透化 (lysosomal membrane perme-
abi lization, LMP)和线粒体释放凋亡诱导因子 (apo-
ptosis-inducing factor, AIF)等细胞毒性因子都参与
necroptosis效应的产生。在 necroptosis中 ROS的释
放极为剧烈，比细胞凋亡中释放的 ROS的浓度增
加几倍甚至一个数量级。过量的 ROS导致脂质过
氧化，破坏细胞膜、线粒体膜和溶酶体膜，产生细
胞坏死的形态学改变——细胞质和细胞器水肿、
涨裂；溶酶体酶释放，细胞自我消化；线粒体内膜
通透性增大，水和细胞质内溶质进入线粒体，线粒
体极度扩张，呈电子密度很低的空泡样结构，内膜
图1　TNFR1启动的necroptosis信号通路[7]
陈　牧，等：Necroptosis信号通路与靶向治疗的研究进展第7期 669
嵴结构消失，膜电位不可逆下降，ATP生成减少。
同时，线粒体释放的 AIF进入细胞核，导致 DNA
损伤和细胞坏死 [6]。
2.2　其他necroptosis相关分子及信号通路
除了 TNF介导的信号通路外，还存在多种信号
分子和其他信号通路参与 necroptosis的调控，其中
包括病原体识别受体 (pathogen recognition receptor,
PRR)、N-甲基 -D-天冬氨酸 (N-methyl-D-aspartic acid,
NMDA)受体、p38丝裂原活化蛋白激酶 (p38 mito-
gen-activated protein kinase, p38)、聚腺苷二磷酸核
糖聚合酶 1 (poly (ADP-ribose) polymerase-1, PARP-1)
信号通路等。
Necroptosis可由多种 PRR启动 [7]。PRRs表达
于固有免疫系统细胞的细胞膜或内质网上，包括
Toll样受体、NOD样受体和维甲酸诱导基因Ⅰ样受
体等。PRRs可被病原体相关分子模式 (pathogen-
associated molecular patterns, PAMPs) 识别、结合，
从而启动 necroptosis。PAMPs包括病毒或细菌的核
苷酸、脂蛋白、脂多糖和蛋白多糖等。例如，病毒
dsRNA可以诱发人类 Jurkat T淋巴细胞和鼠纤维肉
瘤 L929细胞发生 necroptosis[14]；革兰氏阴性杆菌
福氏志贺菌 (Shigella flexneri)的脂多糖可以诱发中
性粒细胞和单核 -巨噬细胞发生 necroptosis[15]。
另有研究表明，necroptosis可以由 NMDA受
体启动。NMDA受体广泛存在于中枢神经系统中，
对学习和记忆过程至关重要。Necroptosis是 NMDA
受体介导的神经细胞兴奋性中毒死亡的机制之
一，并且细胞内 Ca2+的增加可能是 NMDA介导的
necroptosis的效应机制 [16]。
目前的研究表明，p38对 necroptosis的调控可
能具有双向性，在不同的情况下促进或抑制细胞发
生 necroptosis。Ye等 [17]发现，TNF的细胞毒性与
p38、NF-κB的低表达有关，而抑制 p38-NF-κB信
号通路将促进 necroptosis的发生，说明 p38在 L929
细胞中对 necroptosis起负调控作用。而另一些研究
发现 p38可促进 necroptosis的发生。Asare等 [18]发现，
环境污染物 3-硝基荧蒽 (3-nitrofluoranthene, 3-NF)
可诱导 MAPK家族成员 ERK1/2、JNK 和 p38磷
酸化激活，进而导致细胞凋亡和 necroptosis。使
用 ERK1/2抑制物 (UO126/PD98059)和 JNK抑制物
(SP6001257)可同时抑制细胞凋亡和 necroptosis，而
p38抑制物 (SB202190)只抑制 necroptosis。Lee等 [19]
也发现，高尔基体 SNAP受体复合体Ⅰ (Golgi SNAP
receptor complex 1, GS28)可以抑制 p38，从而保护
谷胱甘肽耗竭的神经细胞免受 H2O2诱导的细胞坏
死，而这种细胞坏死可能是 necroptosis。
Ye等 [20]报道 PARP-1信号通路也可能参与
necro ptosis的调控。PARP-1过激活可引起细胞内
NAD+和 ATP减少，胞质内钙蛋白酶 (calpains)浓
度上升，促进线粒体释放 AIF进入细胞核，导致
DNA损伤和细胞坏死。Xu等 [21]研究表明，PARP-1
参与的谷氨酸氧化应激诱导的 HT-22细胞坏死是
necroptosis。PARP-1介导 necroptosis的机制可能与
Bcl-2家族 BH3-only蛋白亚家族有关，BH3-only蛋
白亚家族成员 BNip3可调控 TNF诱导的肺泡细胞
的 necro ptosis[22]。进一步研究发现，Nec-1可作用
于 PARP-1的上游，抑制 PARP-1的激活，阻断
PARP下游分子 AIF从线粒体向细胞核的转运，从
而阻止 necro ptosis[21]。另外，全基因组 siRNA扫描
已证实 PARP-1的同系物 PARP-2参与 necroptosis
的调节 [6]。以上研究提示，PARP-1信号通路参与
调控 necroptosis，而且 PARP-1可能位于 RIP1-RIP3
的下游。然而，也有研究得出相反的结论：该研究
发现抑制 PARP-1不能阻止 Jurkat细胞发生 necrop-
tosis，提示 necro ptosis信号通路中可能不包括 PARP-1
的激活 [5]。因此，PARP-1信号通路是否参与 necrop-
tosis还有待进一步的探讨。
总之，在众多参与 necroptosis调控的信号通路
中，TNFR1通路仍然是目前研究得最清楚、最深入
的。
2.3　Nec-1和RIP1-RIP3——necroptosis的特异性
研究工具
Nec-1是 necroptosis的特异性阻断剂，在研究
中被广泛使用。Nec-1作用于 RIP1和 RIP3的激酶
活性部位，抑制 RIP1-RIP3相互磷酸化和 TNFR复
合体Ⅱ的形成从而抑制 necroptosis[23]，并使线粒体
内膜通透转变为外膜通透，线粒体内膜的损伤程度
减轻，维持细胞内的 ATP水平 [24-25]。
Nec-1和 RIP1-RIP3分别作为 necroptosis特异
性阻断剂和 necroptosis特异性分子标记而成为研究
necroptosis的重要手段。某种类型的细胞死亡，如
果能被 Nec-1或 RIP1-RIP3基因敲除所抑制，那么
这种细胞死亡就是 necroptosis。利用该方法进行的
大量研究证明，多种类型的细胞坏死是 necroptosis。
例如，高浓度 NO诱导的肺微血管内皮细胞坏死 [26]、
镉诱导的小鼠卵巢 K1细胞坏死 [27]、谷氨酸诱导的
海马神经元坏死 [28]等都可以被 Nec-1显著抑制；
小鼠急性胰腺炎模型中敲除 RIP3基因，可以抑制
生命科学 第24卷670
胰腺细胞坏死，并减轻炎症反应 [11]。
3　Necroptosis与疾病
近期大量研究发现，necroptosis在缺血性损伤、
神经退行性疾病、恶性肿瘤、病毒感染和免疫性疾
病等多种人类疾病中具有重要作用。
3.1　Necroptosis与缺血性损伤
Necroptosis是心肌细胞缺血性损伤的重要机制
之一。研究发现，碘醋酸酯 (一种糖酵解抑制剂 )
诱导的小鼠心肌细胞缺血性坏死可以被Nec-1抑制，
说明心肌缺血时存在 necroptosis[29]。进一步研究发
现，在心肌缺血损伤中细胞凋亡与 necroptosis并
存——缺血初期和缺血半暗带以细胞凋亡为主；
而缺血后期和缺血中心区以 necroptosis为主 [30]。由
此可见，necroptosis和细胞凋亡并非完全对立，像
心肌细胞缺血性损伤这样，某一种疾病中细胞死亡
的机制可以是多样的。
Necroptosis也是缺血性脑损伤的重要机制之
一。在中脑动脉栓塞小鼠模型中，Nec-1能剂量
依赖性的减少梗死灶体积，说明脑梗死中存在
necroptosis[31]。与心肌缺血类似，脑缺血 -再灌注
损伤中也并存细胞凋亡与necroptosis。Xu等 [32]发现，
分别应用细胞凋亡抑制剂 HNG和 necroptosis抑制
剂 Nec-1都可以对小鼠大脑皮层神经元的缺血 -再
灌注过程起保护作用，减少小鼠大脑梗死灶体积；
而联合使用 HNG和 Nec-1则有更显著的保护效果。
Rosenbaum等 [33]研究发现，necroptosis是视
网膜缺血损伤模型中最重要的神经细胞死亡模式，
并且自噬也在其中起协同作用。
综上所述，necroptosis与细胞凋亡、自噬等共
同存在于心肌缺血、脑缺血、视网膜缺血等多种缺
血性损伤中。
3.2　Necroptosis与神经退行性疾病
Lin和 Beal[34]研究表明，necroptosis导致的氧
化应激、线粒体功能丧失可能与阿尔茨海默病
(Alzheimers disease)、亨廷顿病 (Huntingtons disease)
和帕金森病 (Parkinsons disease)等多种神经退行
性疾病的发生有密切关系。例如，Li等 [16]发现，
NMDA受体介导的 necroptosis可能是阿尔茨海默
病的发病机制之一，而 NMDA受体拮抗剂美金刚
(memantine)已被 FDA推荐用于治疗中、重度阿尔
茨海默病。Zhu等 [35]发现 R6/2亨廷顿病转基因小
鼠早期 (<11周 )的细胞死亡由 necroptosis主导，而
晚期 (>11周 )则以细胞凋亡为主。整个过程中，
necroptosis和细胞凋亡起协同作用，但 necroptosis
对脑组织的损伤更为严重。
3.3　Necroptosis与恶性肿瘤
Ribas等 [36]在抗肿瘤药物 7-溴代靛红 -3-肟的
药理作用机制中发现了 necroptosis途径。Han等 [37]
发现，Nec-1可以完全抑制癌细胞MCF-7和 HEK293
的死亡。Zhang等 [38]发现，Nec-1可以减轻氯化铝诱
导的神经母细胞瘤 (SH-SY5Y)的细胞坏死。最新研
究发现，caspase 8缺陷的 T细胞会发生抗原受体介
导的 necroptosis；而在敲除 RIP3后 necro ptosis即被
阻断，caspase 8缺陷的 T细胞得以存活并导致淋
巴组织增殖性疾病，这表明 necroptosis是 caspase 8
缺陷的肿瘤性 T细胞的主要死亡途径，靶向 necrop-
tosis有望成为防治 T细胞淋巴瘤 /白血病的重要手
段 [39]。综上所述，necroptosis是肿瘤细胞的死亡方式
之一，也是一些抗肿瘤药物的药理作用机制。
3.4　Necroptosis与病毒感染
Cho等 [40]发现，敲除痘苗病毒感染小鼠的
RIP3基因后，小鼠肝、脾及脂肪组织中病毒含量急
剧增加，小鼠 10 d内全部死亡；而野生型小鼠 10 d
存活率可达 80%以上。进一步实验发现，病毒感
染后 RIP3的磷酸化可使 RIP1-RIP3复合体结合更
加紧密，激活 necroptosis前激酶的活性，启动下游
ROS的产生和释放，清除病毒感染细胞，进而控制
病毒扩散、保护机体。机制研究表明，RIP3通过启
动 necroptosis前的激酶级联反应启动 necroptosis，
这是病毒感染后炎症反应必需的步骤。Upton等 [41]
发现，鼠类对巨细胞病毒的清除不受 RIP1调控，
因为病毒表达的同时作用于 RIP1和 RIP3的抑制
性蛋白质对于 RIP3缺陷的小鼠是无效的。可见，
小鼠对于被巨细胞病毒感染细胞的清除机制是
necroptosis。
上述研究表明， necroptosis存在于病毒感染后
的炎症反应中，它刺激免疫系统对病毒感染做出应
答，清除被病毒感染的细胞，对机体有保护作用。
3.5　Necroptosis与免疫性疾病
Necroptosis也存在于免疫性疾病中。Bonnet等 [42]
发现，小鼠慢性自身免疫性皮肤炎症中，表皮角质
细胞发生 RIP3介导的 necroptosis。抑制表皮角质
细胞的 necroptosis是维持机体免疫自稳态和防治皮
肤慢性炎症的关键。Günther等 [43]发现，克罗恩病
(Crohns disease)患者的末端回肠黏膜 Paneth细胞
中RIP3高表达，回肠黏膜上皮细胞 necroptosis增加。
而在小鼠体内利用 caspase 8调控回肠稳态，可抑制
陈　牧，等：Necroptosis信号通路与靶向治疗的研究进展第7期 671
回肠黏膜上皮细胞发生 necroptosis，小鼠克罗恩病
的发病率显著下降。这项研究使克罗恩病的发病机
制更加明确，也为临床治疗克罗恩病提供了新思路。
4　靶向necroptosis的治疗
4.1　抑制necroptosis的治疗
由于 Nec-1对 necroptosis的特异性抑制，利用
Nec-1治疗 necroptosis介导的疾病就成为可能。
Necroptosis是缺血性损伤中细胞死亡的重要机
制，Nec-1可用于防治缺血 -再灌注损伤。在小鼠
心肌缺血 -再灌注损伤和冠状动脉永久性缺血时，
在一定的神经细胞保护时间窗内给予 Nec-1可以缩
小梗死灶的体积；而联合应用 Nec-1和细胞凋亡阻
断剂 (如 Z-VAD.fmk、3MA)可以进一步延长给药
时间窗、减少梗死灶体积 [32]。类似研究发现，在创
伤性大脑皮质神经元损伤的小鼠模型中，Nec-1可在
48 h内减少中性粒细胞的浸润和小神经胶质细胞的
激活，具有强大的抗炎作用，保护大脑皮质神经元 [31]。
Northington等 [44]发现，Nec-1通过阻断 RIP1-RIP3
介导的氧化损伤和炎症反应，对新生小鼠严重的大
脑缺氧 -缺血性损伤有治疗作用，具有很强的神经
保护功能。
用 Nec-1阻断 necroptosis，并将 necroptosis转
换为细胞凋亡，可显著改善 R6/2亨廷顿病转基因
小鼠的运动功能；同时使用 Nec-1和细胞凋亡抑制
剂则更为有效 [35]。这提示 Nec-1有望缓解神经退行
性疾病患者症状、改善患者的运动功能，从而提高
患者的生活质量。
综上，使用 Nec-1抗 necroptosis是治疗缺血性
疾病 (如心肌梗死、脑梗死、视网膜缺血 )和神经
退行性疾病的新策略；抗 necroptosis联合抗凋亡、
抗自噬可增强疗效 [32,37]。
4.2　促进necroptosis的治疗
Necroptosis可介导肿瘤细胞死亡，控制病毒
感染和自身免疫中失控的炎症反应。因此，诱导
necroptosis的发生成为治疗恶性肿瘤、病毒感染和
自身免疫性疾病的新方法。
粒溶素 (granulysin)是人类 NK细胞和 CTL细
胞溶酶体中的一种效应分子，具有抗肿瘤能力，是
很有前景的肿瘤靶向治疗药物。Zhang等 [45]证实，
粒溶素诱导的肿瘤细胞死亡机制是 necroptosis。粒
溶素诱导组织蛋白酶 B从肿瘤细胞的溶酶体释放到
细胞质，而后与线粒体相互作用，导致肿瘤细胞发
生 necroptosis。
恶性肿瘤细胞的耐药性是肿瘤化疗失败的重
要原因。包括脑恶性胶质瘤 (glioblastoma, GBM)在
内的多药耐药恶性肿瘤细胞过度表达 P糖蛋白
(P-glycoprotein)、Bcl-2或 Bcl-xL，从而抵抗细胞凋
亡，并可将胞内的化疗药物排出胞外，导致其对传
统的诱导细胞凋亡的化疗药物不敏感。可喜的是，
GBM可被诱导发生 necroptosis[46]，这让人们看到了
治疗 GBM的希望。另有研究发现，天然小分子化
合物紫草醌 (Shikonin)可以介导多药耐药肿瘤细胞
发生 necroptosis，是极有前景的化疗药物 [37]。
基础医学领域对 necroptosis的研究成果有望迅
速转化于临床治疗。白血病细胞对化疗药物的原发
耐药是儿童急性淋巴细胞白血病 (acute lymphocytic
leukemia, ALL)预后不良的表现。诱导肿瘤细胞
发生 necroptosis是颠覆白血病细胞耐药性的一个
极有吸引力的手段。Bonapace等 [47]报道了一组对
糖皮质激素和其他细胞毒药物多重耐药的儿童
ALL(ALL-ENL亚型 )细胞对靶向治疗新药 2-[2-
[(3,5-二甲基 -1H-吡咯 -2-基 )亚甲基 ]-3-甲氧基 -2H-
吡咯 -5-基 ]-1H-吲哚甲磺酸盐 (obatoclax)敏感的
病例。Obatoclax通过 RIP1激酶和 CYLD的表达而
激活 necroptosis。Obatoclax用于治疗难治性 ALL
的 II期临床试验已于 2009年启动。
5　展望
尽管近年来对 necroptosis分子机制的研究有大
量的成果，但仍然存在大量的未知有待进一步探索。
例如，p38对 necroptosis双向性调控的分子机制需
要阐明；PARP-1对 necroptosis是否具有调控作用
需进一步定论；necroptosis下游的效应机制也有待
更深入的研究。
在多种疾病的病理生理过程中，necroptosis、
细胞凋亡和自噬等多种细胞死亡形式并存，并且在
一定情况下，necroptosis可以和细胞凋亡、自噬相
互转换。动物实验发现，联合使用阻断不同细胞死
亡途径的药物比单独用药有更好的细胞保护疗效。
因此，有必要深入探讨 necroptosis与其他细胞死亡
机制之间的关系，明确各种细胞死亡机制发生的条
件及相互转换机制，以利于制定最恰当的用药方案。
在治疗方面，抑制 necroptosis可在缺血性损伤、
神经退行性疾病等病理过程中起到细胞保护的作
用。靶向 RIP1-RIP3的 Nec-1是目前应用最广泛的
necroptosis抑制剂。利用 Nec-1的多种衍生物和格尔
德霉素 (geldanamycin)选择性的抑制 RIP1、necro-
生命科学 第24卷672
ptosis和热休克蛋白 90的活性，治疗视网膜神经细
胞死亡、呼吸暂停、哮喘、痴呆、糖尿病、贫血、
高血压等一系列疾病已申请专利 [48]。尽管这种非特
异性的治疗选择性低、临床疗效有待评估，但却在
necroptosis研究从基础到临床 (bench to bedside)方
向迈出了重要的一步。
目前，除 Nec-1外还发现了 Nec-3[49]、Nec-5[50]
和 Nec-7[51]等多个 necroptosis抑制剂，但它们的作
用机制还有待明确。此外，还需进一步寻找作用于
necroptosis信号通路上游或下游靶点的抑制剂。与
抑制下游的效应分子相比，抑制上游的信号途径可
能有更强的疗效，如靶向抑制 TNF-TNFR1的相互
作用。值得注意的是，necroptosis相关信号通路在
炎症和免疫反应中具有重要的生理功能，因此，对
上游信号通路的抑制需要考虑如何减轻副作用。同
样的，necroptosis下游的信号分子也是极有价值的
治疗靶点——在急性心肌梗死、脑梗死等突发情况
下，通常难以非常及时地进行早期干预，因而在细
胞发生不可逆损伤之前对下游效应分子的阻断也十
分重要。
促进 necroptosis可以导致恶性肿瘤细胞的死
亡，因而靶向 necroptosis在肿瘤治疗中存在广阔前
景。目前为止，用于治疗 ALL和小细胞肺癌的药
物 obatoclax已进入二期临床试验。而在动物实验
中也发现多种药物 (如粒溶素、紫草醌等 )可以诱
导肿瘤细胞发生 necroptosis，其临床应用价值有待
进一步证实。
对 necroptosis研究的不断深入，进一步揭示其
作用的分子机制，将为 necroptosis相关的缺血性损
伤、神经退行性疾病、恶性肿瘤、病毒感染和免疫
性疾病等多种疾病的治疗提供新的药物靶点，为临
床治疗提供新的思路。
[参　考　文　献]
[1] Lavrik I, Golks A, Krammer PH. Death receptor signaling.
J Cell Sci, 2005, 118(Pt 2): 265-7
[2] Wang ZB, Liu YQ, Cui YF. Pathways to caspase activa-
tion. Cell Biol Int, 2005, 29(7): 489-96
[3] Vercammen D, Vandenabeele P, Beyaert R, et al. Tumour
necrosis factor-induced necrosis versus anti-Fas-induced
apoptosis in L929 cells. Cytokine, 1997, 9(11): 801-8
[4] Kawahara A, Ohsawa Y, Matsumura H, et al. Caspase-in-
dependent cell killing by Fas-associated protein with death
domain. J Cell Biol, 1998, 143(5): 1353-60
[5] Degterev A, Huang Z, Boyce M, et al. Chemical inhibitor
of non-apoptotic cell death with therapeutic potential for
ischemic brain injury. Nat Chem Biol, 2005, 1(2): 112-9
[6] Hitomi J, Christofferson DE, Ng A, et al. Identification of
a molecular signaling network that regulates a cellular ne-
crotic cell death pathway. Cell, 2008, 135(7): 1311-23
[7] Vandenabeele P, Galluzzi L, Vanden Berghe T, et al. Mo-
lecular mechanisms of necroptosis: an ordered cellular ex-
plosion. Nat Rev Mol Cell Biol, 2010, 11(10): 700-14
[8] Kim YS, Morgan MJ, Choksi S, et al. TNF-induced acti-
vation of the Nox1 NADPH oxidase and its role in the in-
duction of necrotic cell death. Mol Cell, 2007, 26(5): 675-
87
[9] Kaiser WJ, Upton JW, Long AB, et al. RIP3 mediates the
embryonic lethality of caspase-8-deficient mice. Nature,
2011, 471(7338): 368-72
[10] Ermolaeva MA, Michallet MC, Papadopoulou N, et al.
Function of TRADD in tumor necrosis factor receptor 1
signaling and in TRIF-dependent inflammatory responses.
Nat Immunol, 2008, 9(9): 1037-46
[11] He S, Wang L, Miao L, et al. Receptor interacting protein
kinase-3 determines cellular necrotic response to TNF-α.
Cell, 2009, 137(6): 1100-11
[12] Zhang DW, Shao J, Lin J, et al. RIP3, an energy meta-
bolism regulator that switches TNF-induced cell death
from apoptosis to necrosis. Science, 2009, 325(5938):
332-6
[13] Duprez L, Bertrand MJ, Vanden Berghe T, et al. Interme-
diate domain of receptor-interacting protein kinase 1
(RIPK1) determines the switch between necroptosis and
RIPK1 kinase-dependent apoptosis. J Biol Chem, 2012,
287(18):14863-72
[14] Kalai M, Van Loo G, Vanden Berghe T, et al. Tipping the
balance between necrosis and apoptosis in human and mu-
rine cells treated with interferon and dsRNA. Cell Death
Differ, 2002, 9(9): 981-94
[15] Ma Y, Temkin V, Liu H, et al. NF-κB protects macro-
phages from lipopolysaccharide-induced cell death: the
role of caspase 8 and receptor-interacting protein. J Biol
Chem, 2005, 280(51): 41827-34
[16] Li Y, Yang X, Ma C, et al. Necroptosis contributes to the
NMDA-induced excitotoxicity in rat’s cultured cortical
neurons. Neurosci Lett, 2008, 447(2-3): 120-3
[17] Ye YC, Yu L, Wang HJ, et al. TNFα-induced necroptosis
and autophagy via supression of the p38-NF-κB survival
pathway in L929 cells. J Pharmacol Sci, 2011, 117(3):
160-9
[18] Asare N, Lagadic-Gossmann D, Holme JA. 3-nitro-
fluoranthene (3-NF)-induced apoptosis and programmed
necrosis. Autophagy, 2009, 5(5): 751-2
[19] Lee HO, Byun YJ, Cho KO, et al. GS28 protects neuronal
cell death induced by hydrogen peroxide under glutathione-
depleted condition. Korean J Physiol Pharmacol, 2011,
15(3): 149-56
[20] Ye H, Cande C, Stephanou NC, et al. DNA binding is re-
quired for the apoptogenic action of apoptosis inducing
factor. Nat Struct Biol, 2002, 9(9): 680-4
[21] Xu X, Chua CC, Zhang M, et al. The role of PARP activa-
tion in glutamate-induced necroptosis in HT-22 cells.
陈　牧，等：Necroptosis信号通路与靶向治疗的研究进展第7期 673
Brain Res, 2010, 1343: 206-12
[22] Kim JY, Kim YJ, Lee S, et al. BNip3 is a mediator of
TNF-induced necrotic cell death. Apoptosis, 2011, 16(2):
114-26
[23] Han W, Xie J, Hu X, et al. Necrostatin-1 reverts shikonin-
induced necroptosis to apoptosis. Apoptosis, 2009, 14(5):
674-86
[24] Degterev A, Hitonfi J, Germscheid M, et al. Identification
of RIP1 kinase as a specific cellular target of necrostatina.
Nat Chem Biol, 2008, 4(5): 313-21
[25] Lira SY, Davidson SM, Mocanu MM, et al. The cardio-
protective effect of necrostatin requires the cyclo philin-D
component of the mitochondrial perme ability transition
pore. Cardiovasc Drugs Ther, 2007, 21(6): 467-9
[26] Davis CW, Hawkins BJ, Ramasamy S, et al. Nitration of
the mitochondrial complexI subunit NDUFB8 elicits
RIP1- and RIP3-mediated necrosis. Free Radic Biol Med,
2010, 48(2): 306-17
[27] Hsu TS, Yang PM, Tsai JS, et al. Attenuation of cadmium-
induced necrotic cell death by necrostatin-1: potential ne-
crostatin-1 acting sites. Toxicol Appl Pharmacol, 2009,
235(2): 153-62
[28] Xu XS, Chua CC, Kong J, et al. Necrostatin-1 protects
against glutamate-induced glutathione depletion and cas-
pase-independent cell death in HT-22 cells. J Neurochem,
2007, 103(5): 2004-14
[29] Smith CC, Yellon DM. Necroptosis, necrostatins and tis-
sue injury. J Cell Mol Med, 2011, 15(9): 1797-806
[30] Smith CC, Davidson SM, Lim SY, et al. Necrostatin: a po-
tentially novel cardioprotective agent. Cardiovasc Drugs
Ther, 2007, 21(4): 227-33
[31] You Z, Savitz SI, Yang J, et al. Necrostatin-1 reduces his-
topathology and improves functional outcome after con-
trolled cortical impact in mice. J Cereb Blood Flow Me-
tab, 2008, 28(9): 1564-73
[32] Xu X, Chua KW, Chua CC, et al. Synergistic protective
effects of humanin and necrostatin-1 on hypoxia and isch-
emia/reperfusion injury. Brain Res, 2010, 1355: 189-94
[33] Rosenbaum DM, Degterev A, David J, et al. Necroptosis,
a novel form of caspase-independent cell death, contri-
butes to neuronal damage in a retinal ischemia-reperfusion
injury model. J Neurosci Res, 2010, 88(7): 1569-76
[34] Lin MT, Beal MF. Mitochondrial dysfunction and oxida-
tive stress in neurodegenerative diseases. Nature, 2006,
443(7113): 787-95
[35] Zhu S, Zhang Y, Bai G, et al. Necrostatin-1 ameliorates
symptoms in R6/2 transgenic mouse model of Hunting-
tons disease. Cell Death Dis, 2011, 2: e115
[36] Ribas J, Bettayeb K, Ferandin Y, et al. 7-Bromoindirubin-
3-oxime induces caspase-independent cell death. Onco-
gene, 2006, 25(47): 6304-18
[37] Han W, Li L, Qiu S, et al. Shikonin circumvents cancer
drug resistance by induction of a necroptotic death. Mol
Cancer Ther, 2007, 6(5): 1641-9
[38] Zhang QL, Niu Q, Niu PY, et al. Novel interventions tar-
geting on apoptosis and necrosis induced by aluminum
chloride in neuroblastoma cells. J Biol Regul Homeost
Agents, 2010, 24(2): 137-48
[39] Ch’en IL, Tsau JS, Molkentin JD, et al. Mechanism of
necroptosis in T cells. J Exp Med, 2011, 208(4): 633-41
[40] Cho YS, Challa S, Moquin D, et al. Phosphorylation-driv-
en assembly of the RIP1-RIP3 complex regulates pro-
grammed necrosis and virus-induced inflammation. Cell,
2009, 137(6): 1112-23
[41] Upton JW, Kaiser WJ, Mocarski ES. Virus inhibition of
RIP3-dependent necrosis. Cell Host Microbe, 2010, 7(4):
302-13
[42] Bonnet MC, Preukschat D, Welz PS, et al. The adaptor
protein FADD protects epidermal keratinocytes from
necroptosis in vivo and prevents skin inflammation. Im-
munity, 2011, 35(4): 572-82
[43] Günther C, Martini E, Wittkopf N, et al. Caspase-8 regu-
lates TNF-α-induced epithelial necroptosis and terminal
ileitis. Nature, 2011, 477(7364): 335-9
[44] Northington FJ, Chavez-Valdez R, Graham EM, et al. Ne-
crostatin decreases oxidative damage, inflammation, and
injury after neonatal HI. J Cereb Blood Flow Metab, 2011,
31(1): 178-89
[45] Zhang H, Zhong C, Shi L, et al. Granulysin induces cathe-
psin B release from lysosomes of target tumor cells to at-
tack mitochondria through processing of bid leading to
necroptosis. J Immunol, 2009, 182(11): 6993-7000
[46] Jiang YG, Peng Y, Koussougbo KS. Necroptosis: A novel
therapeutic target for glioblastoma. Med Hypotheses,
2011, 76(3): 350-2
[47] Bonapace L, Bornhauser BC, Schmitz M, et al. Induction
of autophagy-dependent necroptosis is required for child-
hood acute lymphoblastic leukemia cells to overcome glu-
cocorticoid resistance. J Clin Invest, 2010, 120(4): 1310-
23
[48] Yuan J, Yuan C, Degterev A. Compounds, screens, and
methods of treatment: US, WO/2008/045406 [P/OL].
2008-04-17. http://www.wipo.int/patentscope/search/en/
WO2008045406
[49] Vandenabeele P, Declercq W, Vanden Berghe T. Necrotic
cell death and necrostatins: now we can control cellular
explosion. Trends Biochem Sci, 2008, 33(8): 352-5
[50] Wang K, Li J, Degterev A, et al. Structure-activity rela-
tionship analysis of a novel necroptosis inhibitor, Necro-
statin-5. Bioorg Med Chem Lett, 2007, 17(5): 1455-65
[51] Zheng W, Degterev A, Hsu E, et al. Structure-activity rela-
tionship study of a novel necroptosis inhibitor, necrosta-
tin-7. Bioorg Med Chem Lett, 2008, 18(18): 4932-5