中醫(yī)藥干預(yù)NLRP3炎癥小體治療相關(guān)疾病的研究進(jìn)展

黃靜，盧建峰，馬萍

炎癥小體(inflammasome)是由Martinon[1]等人提出的概念，它是一種多蛋白復(fù)合體，是人體免疫反應(yīng)的重要組成部分，可通過識別病原微生物和內(nèi)源性危險信號，即病原相關(guān)分子模式和損傷相關(guān)分子模式等蛋白復(fù)合物，激活炎癥反應(yīng)。其來源主要是模式識別受體（pattern recognition receptors，RPs）中的核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域（nucleotide-binding oligomerization donmain，NOD）樣受體(NOD-like receptors，NLRs) 在活化含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白酶 (cysteinyl aspartate specific proteinase，caspase)-1的過程中，通過激活caspase-1，形成的大分子蛋白復(fù)合體，刺激了IL-1β、IL-18 的成熟和分泌，調(diào)控炎癥反應(yīng)，抵抗病原體感染和應(yīng)激損傷，但其過度活化可導(dǎo)致組織器官的炎癥損傷[2～3]。目前發(fā)現(xiàn)的炎癥小體有很多種類型，比如NLRP1、NLRP3、AIM，其中Nod 樣受體蛋白 3(Nod-like receptor protein 3,NLRP3) 炎癥小體是迄今為止結(jié)構(gòu)和功能研究得最為明確的炎癥小體。NLRP3炎癥小體由 NOD 樣受體家族成員NLRP3、接頭蛋白ASC和pro-caspase-1組成。已確認(rèn)NLRP3炎癥小體在很多疾病的炎癥發(fā)生發(fā)展中起重要作用，故NLRP3炎癥小體已成為眾多炎癥疾病治療的新靶點，而眾多研究顯示，中醫(yī)藥能夠干預(yù)與NLRP3炎癥小體相關(guān)的炎性疾病，本文將綜述與其相關(guān)的研究進(jìn)展。

1 炎癥小體的激活方式

NLRP3炎癥小體在靜息狀態(tài)下處于低水平，雖然其活化調(diào)控機(jī)制較為復(fù)雜，目前任然無法完全闡明其機(jī)制，但是其激活需要兩種信號共同刺激已達(dá)成共識，其中第一信號為DAMPs、脂多糖（LSP）等外來刺激物，激活ROS-TXNIP、ATP-P2X4及NF-κB等信號通路之后，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生炎癥小體相關(guān)物質(zhì)（無活性的NLRP3，以及前體IL-1β、IL-18）；第二信號是各種炎癥小體激活劑，能夠促進(jìn)NLRP3/ASC/pro-Caspase-1蛋白復(fù)合物組裝及后續(xù)下游信號通路的活化，細(xì)菌、病毒等微生物及其產(chǎn)物和ATP、二氧化硅、石棉、尿酸單鈉(monosodiumurate，MSU)等分子均可激活NLRP3炎癥小體[4]。目前已知的炎癥小體的激活方式為以下三種：1.鉀離子外流，使NLRP3配體進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)激活NLRP3炎癥小體[5]；2.活性氧(reactive oxygen species，ROS)的生成，是活化機(jī)制中至關(guān)重要的因素[6]；3.溶酶體釋放蛋白酶，被不同環(huán)境中的二氧化硅、石棉等刺激而激發(fā)，釋放出來的大量組合蛋白酶激活了NLRP3炎癥小體[7]。

2 中醫(yī)藥可干預(yù)炎癥小體的功能進(jìn)而治療相關(guān)疾病

2.1 炎癥性腸病

炎癥性腸病的發(fā)病機(jī)制尚未完全明確，但是其發(fā)病與固有免疫的異?；罨芮邢嚓P(guān)，主要是PRRs感知各類PAMP或者DAMP造成的，而NLRP3炎癥小體作為PRRs的一員，是這系列炎癥反應(yīng)的重要組成部分，它廣泛存在于腸黏膜的各類免疫細(xì)胞中，對疾病的發(fā)生起著重要的作用[8]。有研究者利用白芍七物顆粒干預(yù)潰瘍性結(jié)腸炎大鼠模型發(fā)現(xiàn)，模型組大鼠結(jié)腸組織中NLRP3、IL-1βmRNA的表達(dá)量與空白對照組相比有明顯降低，結(jié)果具有統(tǒng)計學(xué)意義；而大鼠血清中的NLRP3、Caspase-1和IL-1β表達(dá)量均有不同程度下調(diào)( P＜0.01)[9]。潰結(jié)靈是治療潰瘍性結(jié)腸炎的經(jīng)驗方，相關(guān)研究顯示，利用潰結(jié)靈灌胃潰瘍性結(jié)腸炎大鼠模型后，檢測其結(jié)腸及血清中的相關(guān)指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，NLRP3、ASC及Caspase-1的mRNA、蛋白表達(dá)量及IL-18 /IL-33的表達(dá)量顯著減少( P＜0.05)[10]。方劑白頭翁湯（白頭翁、黃連、黃柏、秦皮）來自張仲景的《傷寒論》是治療熱毒血痢的名方，不論是現(xiàn)代和古代均有廣泛的應(yīng)用，在治療炎癥性腸病和直腸炎等疾病上均有很好的療效[11]。王振磊等[12]利用白頭翁湯治療炎癥性腸病小鼠，實驗結(jié)果顯示，白頭翁湯能夠促進(jìn)NLRP3 炎癥小體的組成部分即NLRP3、ASC和Caspase-1的表達(dá)，從而受NLRP3炎癥小體影響的IL-1β和IL-18的表達(dá)也被上調(diào)了。這個實驗提示了白頭翁湯治療炎癥性腸病的機(jī)制可能是激活NLRP3炎癥小體，促進(jìn)了相關(guān)炎癥因子的表達(dá)，進(jìn)而發(fā)揮了治療作用。

2.2 缺血性腦卒中后遺癥

缺血性腦卒中后，大部分患者會出現(xiàn)神經(jīng)功能紊亂以及肢體癱瘓等后遺癥，給患者帶來了巨大的不便。針灸治療缺血性腦卒中后遺癥效果顯著，但其具體機(jī)制尚未明確。江濤等[13]研究發(fā)現(xiàn)，腦卒中小鼠模型中的NLRP3、C1.Caspase-1、Mature IL-1β表達(dá)含量在一定時間內(nèi)，隨著時間增加而明顯增多（P＜0.01），通過電針針刺百會穴后，再次檢測相關(guān)指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，NLRP3、C1.Caspase-1、Mature IL-1β表達(dá)明顯降低，結(jié)果具有統(tǒng)計學(xué)意義。此研究顯示電針可以抑制NLRP3炎癥小體介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，提示電針對腦卒中后遺癥的治療可能是通過干預(yù)NLRP3炎癥小體的功能，從而達(dá)到治療目的。而卞煒等[14]通過電針針刺腦卒中大鼠“百會”、“合谷”和“太沖”，同樣發(fā)現(xiàn)電針可以抑制缺血區(qū)域的NLRP3、IL-1β、IL-18的表達(dá)上調(diào)（P＜0.01），提示電針可以抑制NLRP3炎癥小體表達(dá)的上調(diào)，減少炎癥因子的分泌，減輕腦卒中后的神經(jīng)性炎癥，為電針的推廣提供了更加有力的理論基礎(chǔ)。芍藥苷為中藥芍藥的有效成分，已有研究報道其可在缺血性腦損傷中通過抗細(xì)胞凋亡而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[15]。何一博等[16]通過建立大鼠氧糖剝奪（OGD）海馬腦片模型，在體外模擬腦卒之后的缺氧缺糖的環(huán)境。未治療之前，OGD組較空白對照組NLRP3炎癥小體組成成分NLRP3、ASC、Caspase-1的mRNA表達(dá)量和細(xì)胞凋亡率均明顯增高（P＜0.01），在利用不同劑量的芍藥苷作用后，實驗組相較于空白對照組，NLRP3、ASC、Caspase-1的mRNA表達(dá)量和細(xì)胞凋亡率均明顯降低，結(jié)果具有統(tǒng)計學(xué)意義。提示芍藥苷可通過下調(diào) OGD 海馬腦片中NLRP3炎癥小體組成蛋白NLRP3、ASC、Caspase-1的表達(dá)，從而產(chǎn)生治療效果。實驗為解釋芍藥苷對腦卒中的治療作用提供實驗依據(jù)。

2.3 腫瘤

腫瘤是當(dāng)今世界威脅人類生命健康的主要疾病，其死亡率居高不下?，F(xiàn)在越來越多的研究證實了炎癥微環(huán)境在腫瘤各個過程的重要作用，而作為炎癥反應(yīng)重要組成的NLRP3炎癥小體更是促進(jìn)腫瘤形成、侵襲、轉(zhuǎn)移的重要因素[17]。Hua KF等[18]利用中藥蛇床子提取物作用于腫瘤細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)，各類免疫細(xì)胞ROS的產(chǎn)生和釋放均被明顯抑制，結(jié)果具有統(tǒng)計學(xué)意義。而ROS作為NLRP3炎癥小體活化的重要環(huán)節(jié)，ROS的功能被抑制，進(jìn)而影響了NLRP3炎癥小體的活化，改善了腫瘤的炎癥微環(huán)境。另有研究顯示，方劑四妙丸（黃柏、蒼術(shù)、牛膝、薏苡仁），可以通過抑制NLRP3炎癥小體活化的關(guān)鍵信號通路NF-κB通路，減弱炎癥小體相關(guān)產(chǎn)物的表達(dá)，而達(dá)到治療腫瘤的目的[19]。另有研究者利用中藥半枝蓮有效成分半枝蓮總黃酮作用于小鼠黑色素瘤模型，檢測其NLRP3，caspase-1，IL-1β，IL-18蛋白的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)半枝蓮總黃酮可以明顯的抑制上述物質(zhì)的表達(dá)，提示半枝蓮總黃酮抗腫瘤的機(jī)制可能是通過抑制NLRP3炎癥小體的表達(dá) ，進(jìn)而影響了腫瘤生長的炎癥微環(huán)境 ，進(jìn)而產(chǎn)生抗腫瘤作用[20]。

2.4 抑郁癥

抑郁癥作為一個心理疾病，現(xiàn)在得到了社會的重視，它影響了人類的正常生活?，F(xiàn)在有研究顯示，抑郁癥的發(fā)生與免疫炎癥密切相關(guān)[21]。研究顯示，長時間的慢性應(yīng)激性壓力可以激活NLRP3炎癥小體，促發(fā)相關(guān)炎癥反應(yīng)，參與抑郁癥的產(chǎn)生和發(fā)展，它作為治療抑郁癥的新靶點得到了醫(yī)學(xué)界的關(guān)注[22]。銀杏提取物銀杏酮酯，是一種可以改善LPS誘導(dǎo)的神經(jīng)炎癥的藥物。研究人員利用LPS誘導(dǎo)抑郁癥大鼠模型，檢測大鼠的海馬組織，與對照組相比，NLRP3、ASC、Caspase-1、IL-1β的蛋白表達(dá)明顯增加( P＜0.05) ，銀杏酮酯作用后，NLRP3、ASC、Caspase-1、IL-1β的蛋白表達(dá)明顯降低( P＜0.05)，提示銀杏酮酯能夠通過干預(yù)NLRP3炎癥小體的功能進(jìn)而治療抑郁癥，完善了銀杏酮酯治療抑郁癥的機(jī)制[23]。

2.5 外陰陰道念珠菌?。╒VC）

VVC是一種真菌感染疾病，主要表現(xiàn)有外陰瘙癢、灼痛，嚴(yán)重時坐臥不安、尿急、尿頻等，是女性生殖道感染的常見炎癥性疾病，給患者帶來嚴(yán)重的不適感。VVC的發(fā)病除了念珠菌的毒力外，機(jī)體的固有免疫是否積極也是一個重要因素，而NLRP3炎癥小體作為固有免疫的重要組成部分，影響著VVC的發(fā)病與否。方劑白頭翁湯治療VVC效果顯著[24]。段強(qiáng)軍等[25]實驗發(fā)現(xiàn)，與正常組相比，VVC模型小組陰道組織中IL-1β、IL-18、NLRP3、ASC、Caspase-1的mRNA含量明顯增加，結(jié)果具有統(tǒng)計學(xué)意義。經(jīng)白頭翁湯提取物作用后，再次與正常組對照，上述物質(zhì)含量均明顯下降，提示NLRP3炎癥小體可以作為藥物干預(yù)VVC的一個潛在靶點，但是其作用機(jī)制需要進(jìn)一步的研究。

2.6 糖尿病及慢性并發(fā)癥

糖尿病亦是當(dāng)今社會的多發(fā)疾病之一，它有著多種并發(fā)癥，如糖尿病視網(wǎng)膜病變，糖尿病足等，嚴(yán)重威脅著人類的生命健康。近年來有研究發(fā)現(xiàn)，在慢性高糖狀態(tài)下葡萄糖、游離脂肪酸、尿酸等代謝應(yīng)激均可激活 NLRP3炎癥小體，尤其是2型糖尿病的發(fā)生發(fā)展，與NLRP3炎癥小體密不可分，如今已經(jīng)成為治療糖尿病及慢性并發(fā)癥的新靶點[26]。Wang C等[27]發(fā)現(xiàn)廣泛存在于桑葉、槐角、菟絲子、柴胡等中藥材中的有效成分槲皮素，有很強(qiáng)的抗炎作用和抗氧化應(yīng)激作用。槲皮素作用于糖尿病腎病模型大鼠后，檢測大鼠腎臟組織中的NLRP3、ASC和caspase-1，發(fā)現(xiàn)其表達(dá)明顯下降，其結(jié)果具有統(tǒng)計學(xué)意義；槲皮素還具有調(diào)脂和降尿酸作用，進(jìn)一步減輕了炎癥反應(yīng)和腎臟損害程度。另一方面，槲皮素還可抑制糖尿病合并非酒精性脂肪肝大鼠肝臟TXNIP過表達(dá)，抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)的發(fā)生和NLRP3炎癥小體的激活，從而減輕脂肪積聚，延緩了糖尿病并發(fā)的非酒精性脂肪肝的進(jìn)展[28]。李海鷗[29]等利用參芍口服液 (丹參、黃芪、赤芍等) 作用于糖尿病腎病大鼠后發(fā)現(xiàn)，此口服液不僅能夠降低糖尿病腎病大鼠血糖，具有減輕腎臟纖維化、保護(hù)腎功能，還能夠抑制腎臟組織中的NLRP3、caspase-1、IL-1β的表達(dá)，這說明參芍口服液的作用機(jī)制可能是通過抑制了NLRP3炎癥小體的相關(guān)表達(dá)。芒果苷作為中藥知母的主要活性成分，不僅能夠抗氧化和抗炎癥反應(yīng)的發(fā)生，還可降糖、調(diào)脂，實驗證實，芒果苷能夠通過下調(diào)高糖培養(yǎng)內(nèi)皮細(xì)胞 IRE1α磷酸化而減少內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，進(jìn)而抑制TXNIP / NLRP3 炎癥小體活化，促進(jìn)血管內(nèi)皮穩(wěn)態(tài)，其作用可能與 AMPK 通路有關(guān)[30]。

3 小結(jié)

利用靶點治療疾病是當(dāng)今的研究熱點，NLRP3炎癥小體作為一種固有免疫組成成分，已成為眾多炎癥相關(guān)疾病如糖尿病并發(fā)癥、腫瘤、抑郁癥等治療的新靶點,能夠靶向NLRP3炎癥小體的治療藥物對于疾病的治愈具有積極意義。中醫(yī)藥的治療手法能夠通過抑制NLRP3炎癥小體的各個組成部分的功能，從而達(dá)到治療疾病的目的，在當(dāng)前的研究中已經(jīng)取得了一些成果。但目前對于NLRP3炎癥小體的研究還處于細(xì)胞與動物模型之中，缺乏客觀有效的臨床療效評定準(zhǔn)則。且中醫(yī)藥治療是一個多靶點的過程，因此具體的機(jī)制還需要進(jìn)一步深入研究進(jìn)行明確。不過可以肯定的是，中醫(yī)藥具有干預(yù)NLRP3炎癥小體的能力，而且是有巨大潛能的，應(yīng)該把握時機(jī)，進(jìn)行更深一步的研究，爭取取得更多更有說服力的成果。