- For Author
- Articles & Issues
- Copyright & Ethics
- 个人中心
- 退出登录
浏览全部资源
扫码关注微信
- For Author
- Submission Instruction
- Manuscript Template
- Copyright Agreement
- Authors Statement Form
- Articles & Issues
- Just Accepted
- Latest Issue
- Archive
- Copyright & Ethics
- Open Access Statement
- Copyright Policy
- Ethics Statement
Research Progress on PANoptosis in Ischemia-reperfusion Injury Diseases
- Journal of Sun Yat-sen University(Medical Sciences) Vol. 46, Issue 4, Pages: 574-582(2025)
- 作者机构：
河南中医药大学第一附属医院急诊科，河南 郑州 450000
- 作者简介：
FENG Bo； E-mail： fengboicu@126.com
- 基金信息：
DOI：10.13471/j.cnki.j.sun.yat-sen.univ(med.sci).2025.0404
CLC： R361.3Received：05 February 2025，
Revised：2025-06-08，
Accepted：17 June 2025，
Published：20 July 2025
- 稿件说明：
移动端阅览
高翔,冯博.泛凋亡在缺血-再灌注损伤疾病中的研究进展[J].中山大学学报（医学科学版）,2025,46(04):574-582.
GAO Xiang,FENG Bo.Research Progress on PANoptosis in Ischemia-reperfusion Injury Diseases[J].Journal of Sun Yat-sen University(Medical Sciences),2025,46(04):574-582.
高翔,冯博.泛凋亡在缺血-再灌注损伤疾病中的研究进展[J].中山大学学报（医学科学版）,2025,46(04):574-582. DOI： 10.13471/j.cnki.j.sun.yat-sen.univ(med.sci).2025.0404.
GAO Xiang,FENG Bo.Research Progress on PANoptosis in Ischemia-reperfusion Injury Diseases[J].Journal of Sun Yat-sen University(Medical Sciences),2025,46(04):574-582. DOI： 10.13471/j.cnki.j.sun.yat-sen.univ(med.sci).2025.0404.
摘要
泛凋亡是一种新发现的受调控的细胞死亡类型，具有细胞焦亡、凋亡和坏死性凋亡的关键特征，其分子基础依赖上游泛凋亡小体的精密调控，在感染性和炎症性疾病的病理生理过程中同时发生。既往研究普遍认为这些程序性死亡通路是彼此独立、互不关联的信号传导体系。然而，随着分子机制研究的不断深入，证据链日益表明，在这些死亡通路之间存在复杂的调控网络。研究者将这种各程序性死亡通路的交叉对话机制定义为泛凋亡。目前，已有研究证实泛凋亡与感染性疾病、神经系统疾病、肿瘤等多种人类疾病密切相关。此外，越来越多的研究结果表明，泛凋亡在缺血—再灌注损伤（IRI）相关的疾病中也发挥着重要的调控作用，但其具体的调控机制尚不十分明确。全面了解泛凋亡在IRI疾病中的作用研究进展，阐明泛凋亡在IRI疾病中的调控机制，有望为疾病的治疗带来突破。作为一个潜在的干预靶点，泛凋亡已经在研究领域展现出了很大的潜力，并且成为一个备受关注的课题。本文主要就泛凋亡的定义、特征、分子机制及其与IRI疾病的关系进行综述，旨在为IRI疾病的治疗和药物研发开辟新的途径。
Abstract
PANoptosis， a newly characterized form of programmed cell death， exhibits hybrid molecular features of pyroptosis， apoptosis， and necroptosis， orchestrated by upstream PANoptosomes. This process is critically implicated in the pathophysiological progression of infectious and inflammatory disorders. Previously， these pathways of programmed cell death were considered mutually exclusive signaling systems. Previously advanced molecular interrogation has revealed intricate cross-regulatory networks among them. Researchers have formally defined this inter-pathway communication mechanism as PANoptosis. Emerging evidence implicates PANoptosis in diverse human pathologies， including infectious diseases， neurological disorders， and malignancies. Notably， PANoptosis has emerged as a critical modulator of ischemia-reperfusion injury （IRI）-associated pathologies， though its precise regulatory mechanisms remain incompletely delineated. A comprehensive understanding of the research advances in PANoptosis within IRI-related pathologies， coupled with the systematic elucidation of its regulatory mechanisms， holds transformative potential for therapeutic breakthroughs in disease management. As a feasible intervention target， PANoptosis has proven promising in studies and become a focus of intense research. This comprehensive review critically analyzes current knowledge on PANoptosis， including its definitions， molecular hallmarks， regulatory mechanisms， and pathophysiological correlations in IRI， to catalyze the development of transformative therapeutic strategies and pertinent medications for IRI management.
关键词
Keywords
references
Chen Y ， Li X ， Yang M ， et al . Research progress on morphology and mechanism of programmed cell death ［J］. Cell Death Dis ， 2024 ， 15 （ 5 ）： 327 .
Christgen S ， Tweedell RE ， Kanneganti TD . Programming inflammatory cell death for therapy ［J］. Pharmacol Ther ， 2022 ， 232 ： 108010 .
Malireddi RKS ， Kesavardhana S ， Kanneganti TD . ZBP1 and TAK1： master regulators of NLRP3 inflammasome/pyroptosis， apoptosis， and necroptosis （PAN-optosis） ［J］. Front Cell Infect Microbiol ， 2019 ， 9 ： 406 .
Place DE ， Kanneganti TD . The innate immune system and cell death in autoinflammatory and autoimmune disease ［J］. Curr Opin Immuno ， 2020 ， 67 ： 95 - 105 .
Pandian N ， Kanneganti TD . PANoptosis： a unique innate immune inflammatory cell death modality ［J］. J Immunol ， 2022 ， 209 （ 9 ）： 1625 - 1633 .
Chen W ， Gullett JM ， Tweedell RE ， et al . Innate immune inflammatory cell death： PANoptosis and PANoptosomes in host defense and disease ［J］. Eur J Immunol ， 2023 ， 53 （ 11 ）： 2250235 .
Gullett JM ， Tweedell RE ， Kanneganti TD . It's all in the PAN： crosstalk， plasticity， redundancies， switches， and interconnectedness encompassed by PANoptosis underlying the totality of cell death-associated biological effects ［J］. Cells ， 2022 ， 11 （ 9 ）： 1495 .
Jiang M ， Qi L ， Li L ， et al . Caspase-8： a key protein of cross-talk signal way in "PANoptosis" in cancer ［J］. Int J Cancer ， 2021 ， 149 （ 7 ）： 1408 - 1420 .
Shi C ， Cao P ， Wang Y ， et al . PANoptosis： a cell death characterized by pyroptosis， apoptosis， and necroptosis ［J］. J Inflamm Res ， 2023 ， 16 ： 1523 - 1532 .
Sharma BR ， Karki R ， Rajesh Y ， et al . Immune regulator IRF1 contributes to ZBP1-， AIM2-， RIPK1-， and NLRP12-PANoptosome activation and inflammatory cell death （PANoptosis） ［J］. J Biol Chem ， 2023 ， 299 （ 9 ）： 105141 .
Wang Y ， Pandian N ， Han JH ， et al . Single cell analysis of PANoptosome cell death complexes through an expansion microscopy method ［J］. Cell Mol Life Sci ， 2022 ， 79 （ 10 ）： 531 .
Qi Z ， Zhu L ， Wang K ， et al . PANoptosis： emerging mechanisms and disease implications ［J］. Life Sci ， 2023 ， 333 ： 122158 .
Tweedell RE ， Kanneganti TD . Advances in inflammasome research： recent breakthroughs and future hurdles ［J］. Trends Mol Med ， 2020 ， 26 （ 11 ）： 969 - 971 .
Malireddi RKS ， Kesavardhana S ， Karki R ， et al . RIPK1 distinctly regulates Yersinia -induced inflammatory cell death， PANoptosis ［J］. Immunohorizons ， 2020 ， 4 （ 12 ）： 789 - 796 .
Lee S ， Karki R ， Wang Y ， et al . AIM2 forms a complex with pyrin and ZBP1 to drive PANoptosis and host defence ［J］. Nature ， 2021 ， 597 （ 7876 ）： 415 - 419 .
Sundaram B ， Pandian N ， Mall R ， et al . NLRP12-PANoptosome activates PANoptosis and pathology in response to heme and PAMPs ［J］. Cell ， 2023 ， 186 （ 13 ）： 2783 - 2801 .
Sundaram B ， Pandian N ， Kim HJ ， et al . NLRC5 senses NAD + depletion， forming a PANoptosome and driving PANoptosis and inflammation ［J］. Cell ， 2024 ， 187 （ 15 ）： 4061 - 4077 .
Zheng M ， Kanneganti TD . The regulation of the ZBP1-NLRP3 inflammasome and its implications in pyroptosis， apoptosis， and necroptosis （PANoptosis） ［J］. Immunol Rev ， 2020 ， 297 （ 1 ）： 26 - 38 .
Zheng M ， Karki R ， Vogel P ， et al . Caspase-6 is a key regulator of innate immunity， inflammasome activation， and host defense ［J］. Cell ， 2020 ， 181 （ 3 ）： 674 - 687 .
Kuriakose T ， Man SM ， Malireddi RK ， et al . ZBP1/DAI is an innate sensor of influenza virus triggering the NLRP3 inflammasome and programmed cell death pathways ［J］. Sci Immunol ， 2016 ， 1 （ 2 ）： aag2045 .
Kaiser WJ ， Upton JW ， Mocarski ES . Receptor-interacting protein homotypic interaction motif-dependent control of NF-kappa B activation via the DNA-dependent activator of IFN regulatory factors ［J］. J Immunol ， 2008 ， 181 （ 9 ）： 6427 - 6434 .
Nogusa S ， Thapa RJ ， Dillon CP ， et al . RIPK3 activates parallel pathways of MLKL-driven necroptosis and FADD-mediated apoptosis to protect against influenza A virus ［J］. Cell Host Microbe ， 2016 ， 20 （ 1 ）： 13 - 24 .
Thapa RJ ， Ingram JP ， Ragan KB ， et al . DAI senses influenza A virus genomic RNA and activates RIPK3-dependent cell death ［J］. Cell Host Microbe ， 2016 ， 20 （ 5 ）： 674 - 681 .
Banoth B ， Tuladhar S ， Karki R ， et al . ZBP1 promotes fungi-induced inflammasome activation and pyroptosis， apoptosis， and necroptosis （PANoptosis） ［J］. Biol Chem ， 2020 ， 295 （ 52 ） ： 18276 - 18283 .
Christgen S ， Zheng M ， Kesavardhana S ， et al . Identification of the PANoptosome： a molecular platform triggering pyroptosis， apoptosis， and necroptosis （PANoptosis） ［J］. Front Cell Infect Microbiol ， 2020 ， 10 ： 237 .
Geng J ， Ito Y ， Shi L ， et al . Regulation of RIPK1 activation by TAK1-mediated phosphorylation dictates apoptosis and necroptosis ［J］. Nat Commun ， 2017 ， 8 （ 1 ）： 359 .
Dokur M ， Uysal E ， Kucukdurmaz F ， et al . Targeting the PANoptosome using necrostatin-1 reduces PANoptosis and protects the kidney against ischemia-reperfusion injury in a rat model of controlled experimental nonheart-beating donor ［J］. Transplant Proc ， 2024 ， 56 （ 10 ）： 2268 - 2279 .
Lammert CR ， Frost EL ， Bellinger CE ， et al . AIM2 inflammasome surveillance of DNA damage shapes neurodevelopment ［J］. Nature ， 2020 ， 580 （ 7805 ）： 647 - 652 .
Han JH ， Karki R ， Malireddi RKS ， et al . NINJ1 mediates inflammatory cell death， PANoptosis， and lethality during infection conditions and heat stress ［J］. Nat Commun ， 2024 ， 15 （ 1 ）： 1739 .
Li C ， Yu Y ， Zhu S ， et al . The emerging role of regulated cell death in ischemia and reperfusion-induced acute kidney injury： current evidence and future perspectives ［J］. Cell Death Discov ， 2024 ， 10 （ 1 ）： 216 .
Zhang S ， Yan F ， Luan F ， et al . The pathological mechanisms and potential therapeutic drugs for myocardial ischemia reperfusion injury ［J］. Phytomedicine ， 2024 ， 129 ： 155649 .
Gu L ， Wang C ， Liu J ， et al . Unlocking the neuroprotective potential of Ziziphora clinopodioides flavonoids in combating neurodegenerative diseases and other brain injuries ［J］. Biomed Pharmacother ， 2024 ， 182 ： 117744 .
Ji YW ， Wen XY ， Tang HP ， et al . DJ-1： potential target for treatment of myocardial ischemia-reperfusion injury ［J］. Biomed Pharmacother ， 2024 ， 179 ： 117383 .
Xiang Q ， Yi X ， Zhu XH ， et al . Regulated cell death in myocardial ischemia-reperfusion injury ［J］. Trends Endocrinol Metab ， 2024 ， 35 （ 3 ）： 219 - 234 .
Zhang M ， Liu Q ， Meng H ， et al . Ischemia-reperfusion injury： molecular mechanisms and therapeutic targets ［J］. Signal Transduct Target Ther ， 2024 ， 9 （ 1 ）： 12 .
朱丽容 ， 郭乾 ， 杨洁 ， 等 . 基于生物信息学筛选肝脏缺血-再灌注损伤泛凋亡关键基因 ［J］. 器官移植 ， 2025 ， 16 （ 1 ）： 106 - 113 .
Zhu LR ， Guo Q ， Yang J ， et al . Screening key genes of PANoptosis in hepatic ischemia-reperfusion injury based on bioinformatics ［J］. Organ Transpl ， 2025 ， 16 （ 1 ）： 106 - 113 .
Murphy E ， Eisner DA . How does mitochondrial Ca 2+ change during ischemia and reperfusion？ implications for activation of the permeability transition pore ［J］. J Gen Physiol ， 2025 ， 157 （ 1 ）： e202313520 .
Zhou Y ， Wang L ， Sun L ， et al . Progress in Chinese medicine monomers and their nanoformulations on myocardial ischemia/reperfusion injury ［J］. J Mater Chem B ， 2025 ， 13 （ 4 ）： 1159 - 1179 .
Zheng J ， Conrad M . Ferroptosis： when metabolism meets cell death ［J］. Physiol Rev ， 2025 ， 105 （ 2 ）： 651 - 706 .
He Y ， Wang J ， Ying C ， et al . The interplay between ferroptosis and inflammation： therapeutic implications for cerebral ischemia-reperfusion ［J］. Front Immunol ， 2024 ， 15 ： 1482386 .
Zhu L ， Liu Y ， Wang K ， et al . Regulated cell death in acute myocardial infarction： molecular mechanisms and therapeutic implications ［J］. Ageing Res Rev ， 2024 ， 104 ： 102629 .
Yan WT ， Zhao WJ ， Hu XM ， et al . PANoptosis-like cell death in ischemia/reperfusion injury of retinal neurons ［J］. Neural Regen Res ， 2023 ， 18 （ 2 ）： 357 - 363 .
Shu J ， Yang L ， Wei W ， et al . Identification of programmed cell death-related gene signature and associated regulatory axis in cerebral ischemia/reperfusion injury ［J］. Front Genet ， 2022 ， 13 ： 934154 .
Yan WT ， Yang YD ， Hu XM ， et al . Do pyroptosis， apoptosis， and necroptosis （PANoptosis） exist in cerebral ischemia？ evidence from cell and rodent studies ［J］. Neural Regen Res ， 2022 ， 17 （ 8 ）： 1761 - 1768 .
Naito MG ， Xu D ， Amin P ， et al . Sequential activation of necroptosis and apoptosis cooperates to mediate vascular and neural pathology in stroke ［J］. Proc Natl Acad Sci U S A ， 2020 ， 117 （ 9 ）： 4959 - 4970 .
Liu X ， Lv X ， Liu Z ， et al . MircoRNA-29a in astrocyte-derived extracellular vesicles suppresses brain ischemia reperfusion injury via TP53INP1 and the NF-κB/NLRP3 axis ［J］. Cell Mol Neurobiol ， 2022 ， 42 （ 5 ）： 1487 - 1500 .
Zhang K ， Wang ZC ， Sun H ， et al . Esculentoside H reduces the PANoptosis and protects the blood-brain barrier after cerebral ischemia/reperfusion through the TLE1/PI3K/AKT signaling pathway ［J］. Exp Neurol ， 2024 ， 379 ： 114850 .
Poh L ， Kang SW ， Baik SH ， et al . Evidence that NLRC4 inflammasome mediates apoptotic and pyroptotic microglial death following ischemic stroke ［J］. Brain Behav Immun ， 2019 ， 75 ： 34 - 47 .
Hu W ， Wu X ， Yu D ， et al . Regulation of JNK signaling pathway and RIPK3/AIF in necroptosis-mediated global cerebral ischemia/reperfusion injury in rats ［J］. Exp Neurol ， 2020 ， 331 ： 113374 .
Chueh TH ， Cheng YH ， Chen KH ， et al . Thromboxane A2 synthase and thromboxane receptor deletion reduces ischaemia/reperfusion-evoked inflammation， apoptosis， autophagy and pyroptosis ［J］. Thromb Haemost ， 2020 ， 120 （ 2 ）： 329 - 343 .
Wang L ， Wu D ， Xu Z . USP10 protects against cerebral ischemia injury by suppressing inflammation and apoptosis through the inhibition of TAK1 signaling ［J］. Biochem Biophys Res Commun ， 2019 ， 516 （ 4 ）： 1272 - 1278 .
Wu X ， Lin L ， Qin JJ ， et al . CARD3 promotes cerebral ischemia-reperfusion injury via activation of TAK1 ［J］. J Am Heart Assoc ， 2020 ， 9 （ 9 ）： e014920 .
Zeyen T ， Noristani R ， Habib S ， et al . Microglial-specific depletion of TAK1 is neuroprotective in the acute phase after ischemic stroke ［J］. J Mol Med （Berl） ， 2020 ， 98 （ 6 ）： 833 - 847 .
She R ， Liu D ， Liao J ， et al . Mitochondrial dysfunctions induce PANoptosis and ferroptosis in cerebral ischemia/reperfusion injury： from pathology to therapeutic potential ［J］. Front Cell Neurosci ， 2023 ， 17 ： 1191629 .
Uysal E ， Dokur M ， Kucukdurmaz F ， et al . Targeting the PANoptosome with 3， 4-methylenedioxy-β-nitrostyrene， reduces PANoptosis and protects the kidney against renal ischemia-reperfusion injury ［J］. J Invest Surg ， 2022 ， 35 （ 11-12 ）： 1824 - 1835 .
Del Re DP ， Amgalan D ， Linkermann A ， et al . Fundamental mechanisms of regulated cell death and implications for heart disease ［J］. Physiol Rev ， 2019 ， 99 （ 4 ）： 1765 - 1817 .
吴范灿 . P2X7介导PANoptosis在糖尿病小鼠心肌缺血-再灌注损伤中的作用 ［D］. 南方医科大学 ， 2023 .
Wu FC . P2X7-mediated PANoptosis in myocardial ischemia-reperfusion injury in diabetic mice ［D］. Southern Medical University ， 2023 .
Cui B ， Qi Z ， Liu W ， et al . ZBP1-mediated PANoptosis： a possible novel mechanism underlying the therapeutic effects of penehyclidine hydrochloride on myocardial ischemia-reperfusion injury ［J］. Int Immunopharmacol ， 2024 ， 137 ： 112373 .
Xie L ， Wu H ， Shi W ， et al . Melatonin exerts an anti-panoptoic role in spinal cord ischemia-reperfusion injured rats ［J］. Adv Biol （Weinh） ， 2024 ， 8 （ 1 ）： e2300424 .
Xie L ， Wu H ， He Q ， et al . A slow-releasing donor of hydrogen sulfide inhibits neuronal cell death via anti-PANoptosis in rats with spinal cord ischemia‒reperfusion injury ［J］. Cell Commun Signal ， 2024 ， 22 （ 1 ）： 33 .
Li XQ ， Yu Q ， Fang B ， et al . Knockdown of the AIM2 molecule attenuates ischemia-reperfusion-induced spinal neuronal pyroptosis by inhibiting AIM2 inflammasome activation and subsequent release of cleaved caspase-1 and IL-1β ［J］. Neuropharmacology ， 2019 ， 160 ： 107661 .
Zhang N ， Zhang Q ， Zhang Z ， et al . IRF1 and IL1A associated with PANoptosis serve as potential immune signatures for lung ischemia reperfusion injury following lung transplantation ［J］. Int Immunopharmacol ， 2024 ， 139 ： 112739 .
Zheng Y ， Li J ， Liu B ， et al . Global trends in PANoptosis research： bibliometrics and knowledge graph analysis ［J］. Apoptosis ， 2024 ， 29 （ 1-2 ）： 229 - 242 .
0
Views
504
下载量
0
CSCD
- L-PDFDownload
- Meta-XMLDownload
- BibTeXDownload
- EndnoteDownload
- RefMan Download
- NoteExpressDownload
- NoteFirstDownload
Publicity Resources
Related Articles
Related Author
Related Institution
- Postal code：510080
- Tel：020-87690764，87690974，87690694 Email：xbmed@mail.sysu.edu.cn
- Technical support is provided by Beijing Founder electronics co., LTD 京ICP备09064830号-19
京公网安备11010802024621 - It is recommended to read the content of this site in Chrome&IE9+. Please switch to extreme mode in browser 360.
- Cookies We use cookies to help provide and enhance our service and tailor content. By continuing, you agree to the use of cookies.
