NLRP3炎癥小體對(duì)口腔鱗狀細(xì)胞癌作用的研究進(jìn)展*

張倩雨，肖莉，彭艷霜，劉英

（川北醫(yī)學(xué)院 口腔醫(yī)學(xué)系，四川 南充637000）

腫瘤相關(guān)性炎癥在癌癥的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用[1-7]，并被稱(chēng)為惡性腫瘤的第七大生物學(xué)特征[8]。慢性炎癥一方面主要通過(guò)調(diào)控NF-κB-IL-6-STAT 信號(hào)通路在腫瘤發(fā)生、發(fā)展、遷移和侵襲的過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用[9-11]；另一方面，其可招募免疫細(xì)胞和炎癥細(xì)胞到腫瘤組織，隨著腫瘤的進(jìn)展，這些細(xì)胞由抑制和免疫監(jiān)視的作用逐步演變?yōu)榇龠M(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖的作用[12]。慢性炎癥還可通過(guò)增加DNA 損傷率，破壞DNA 修復(fù)機(jī)制，導(dǎo)致基因的不穩(wěn)定性和產(chǎn)生突變[13]。

口腔癌癥的發(fā)病率比較高，居于全身惡性腫瘤發(fā)病率的第6 位，其中90%為口腔鱗狀細(xì)胞癌（oral squamous cell carcinoma, OSCC）[14]，預(yù)后較差，但目前其發(fā)病機(jī)制尚未明確?？谇蛔鳛橐粋€(gè)有700多種微生物定植的微環(huán)境，長(zhǎng)期處于有致病菌的炎癥環(huán)境狀態(tài)下，炎癥小體與口腔疾病的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)[15-16]。NLRP3 炎癥小體作為核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體（NLRs）家族中的核心蛋白，是機(jī)體固有免疫系統(tǒng)的一員，其異常激活與各種慢性炎癥、線(xiàn)粒體疾病及腫瘤都有一定的聯(lián)系[17-18]?，F(xiàn)有研究表明，NLRP3 炎癥小體與人體內(nèi)不同腫瘤的進(jìn)展過(guò)程密切相關(guān)[19-24]，其活化后可以促進(jìn)肺癌A549 細(xì)胞的增殖和遷移[24]；但與非癌性肝組織相比，其在肝癌組織中的表達(dá)卻明顯降低，且其表達(dá)量與肝癌的病理類(lèi)型及分期相關(guān)[25]。

1 NLRP3炎癥小體的組成與激活

NLRP3 炎癥小體由NLRs 家族成員NLRP3、接頭蛋白ASC 和效應(yīng)蛋白Caspase-1 組成，其激活與孔隙的形成、K+的流出、溶酶體的不穩(wěn)定及破裂和線(xiàn)粒體活性氧的產(chǎn)生等分子機(jī)制有關(guān)[18]，且在轉(zhuǎn)錄與逆轉(zhuǎn)錄水平方面都有一定的調(diào)節(jié)作用。其激活需要2 種信號(hào)，第一信號(hào)通過(guò)TLR/NF-κB 信號(hào)通路上調(diào)NLRP3 炎癥小體的表達(dá)；第二信號(hào)由來(lái)源于病菌、大量的穿孔素、ATP、粒子的結(jié)晶和集聚等的病原體相關(guān)分子模式（PAMPs）和損傷相關(guān)分子模式（DAMPs）轉(zhuǎn)換而來(lái)，在受到危險(xiǎn)信號(hào)刺激時(shí)，NLRP3 的LRR 域與ASC 的PYD 域相互作用，通過(guò)ASC 招募pro-Caspase-1，產(chǎn)生Caspase-1 的活化和級(jí)聯(lián)放大反應(yīng)，進(jìn)而使pro-IL-1β 和pro-IL-18分泌為成熟的IL-1β 和IL-18，并在一定的情況下通過(guò)自我催化和激活誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[17-18，26-27]。此外，在NLRP3 炎癥小體的非典型活化途徑中，革蘭陰性菌的胞內(nèi)脂多糖通過(guò)觸發(fā)Caspase-11，進(jìn)而活化NLRP3 炎癥小體，誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡[28-30]。

2 NLRP3 炎癥小體在OSCC 發(fā)生、發(fā)展中的作用

2.1 NLRP3炎癥小體在OSCC中的作用

相關(guān)研究表明，NLRP3 炎癥小體在OSCC 中的表達(dá)顯著升高[31-36]，且其表達(dá)量與腫瘤分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況有關(guān)[31]，但與HPV 感染無(wú)明顯相關(guān)性[35]；NLRP3 的激活促進(jìn)OSCC 細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲[31]以及OSCC 的形成[32]。有學(xué)者認(rèn)為該炎癥小體通過(guò)NLRP3 炎癥小體/IL-1β 信號(hào)通路促進(jìn)抗腫瘤免疫反應(yīng)[34-35]，從而在OSCC 中發(fā)揮關(guān)鍵的作用。為進(jìn)一步探究NLRP3 炎癥小體在OSCC 中的相關(guān)作用機(jī)制，BAE 等[33]針對(duì)嘌呤能受體P2X7（P2X7R）與NLRP3 炎癥小體在OSCC 發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中的相互作用進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)ATP 分子引發(fā)激活NLRP3炎癥小體后，P2X7R 作為一個(gè)細(xì)胞毒性通道，兩者的高表達(dá)共同激活NLRP3 炎癥小體信號(hào)通路，促進(jìn)了OSCC 的發(fā)生和發(fā)展，且兩者的高表達(dá)與OSCC患者的預(yù)后相關(guān)； 而FENG 等[36]研究表明microRNA-22 在OSCC 中表達(dá)降低，且與NLRP3 的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，認(rèn)為microRNA-22 可能通過(guò)靶向NLRP3 炎癥小體在OSCC 中發(fā)揮抑制作用，為OSCC的靶向治療提供了新的思路。

接頭蛋白ASC 作為NLRP3 炎癥小體的組成部分，在OSCC 的進(jìn)展過(guò)程中尤為關(guān)鍵，但目前對(duì)ASC 在OSCC 中的作用尚有爭(zhēng)論。WU 等[37]首次報(bào)道ASC 參與OSCC 的轉(zhuǎn)移，研究發(fā)現(xiàn)，ASC 同NLRP3、Caspase-1 和IL-1β 在OSCC 組織中表達(dá)均顯著升高，且ASC 的高表達(dá)與腫瘤分期、淋巴結(jié)分期、腫瘤深度等顯著相關(guān)，其高表達(dá)也可作為OSCC 患者預(yù)后不良的標(biāo)志。然而SHIMANE 等[38]卻認(rèn)為雖然ASC 表達(dá)與臨床腫瘤分期、侵襲方式等均有顯著相關(guān)性，但其可能在OSCC 細(xì)胞分化和凋亡中發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，抑制OSCC 細(xì)胞的存活，因此ASC 的低表達(dá)與OSCC 的預(yù)后不良有關(guān)。因此，對(duì)于A(yíng)SC 在OSCC 發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中的具體作用及其機(jī)制，還需進(jìn)一步探索研究。

2.2 NLRP3 炎癥小體激活I(lǐng)L-1β、IL-18 在OSCC中的作用

NLRP3 炎癥小體激活后，其下游的pro-IL-1β和pro-IL-18 分泌為成熟的IL-1β 和IL-18[18]，因此，通過(guò)發(fā)現(xiàn)IL-1β 或IL-18 對(duì)OSCC 的作用，可以間接探究NLRP3 炎癥小體/IL-1β 或NLRP3 炎癥小體/IL-18 信號(hào)通路在其中的作用機(jī)制。

相關(guān)研究證實(shí)，OSCC 中IL-1β 表達(dá)升高，促進(jìn)了OSCC 細(xì)胞的發(fā)生和發(fā)展，但其研究的作用機(jī)制不同，CHEN 等[39]發(fā)現(xiàn)，IL-1β 可以通過(guò)上調(diào)Grx1的表達(dá)，協(xié)調(diào)OSCC 細(xì)胞內(nèi)活性氧的水平，從而參與OSCC 細(xì)胞的侵襲與遷移；WU 等[40]認(rèn)為，腫瘤來(lái)源的IL-1β 通過(guò)增強(qiáng)基質(zhì)糖酵解、誘導(dǎo)腫瘤間質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程中的單向乳酸流動(dòng)，從而促進(jìn)OSCC 細(xì)胞的增殖；而LEE 等[41]學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)煙草和檳榔相關(guān)的致癌物刺激后，OSCC 中IL-1β 的分泌增加，引起Akt 信號(hào)通路的失調(diào)，從而使IL-6、IL-8和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)致癌基因α 分泌增加，并通過(guò)上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化促進(jìn)了OSCC 的侵襲與發(fā)展。

唾液作為OSCC 生活的外部環(huán)境，腫瘤細(xì)胞分泌的某些可溶性蛋白直接進(jìn)入唾液中，因此，檢測(cè)唾液中OSCC 標(biāo)志物含量可能比檢測(cè)血清更敏感、更具有特異性[42-43]。唾液也因其易獲得、無(wú)創(chuàng)性、患者易于接受、可反復(fù)采集及便于保存等優(yōu)勢(shì)，使尋找唾液中OSCC 的標(biāo)志物成為研究熱點(diǎn)。在KAMATANI 等[44]的研究中發(fā)現(xiàn)，OSCC 患者靜息唾液中術(shù)前、術(shù)后的IL-1β 含量變化有顯著差異，這提示OSCC 患者唾液中IL-1β 含量的變化可用來(lái)早期預(yù)測(cè)和診斷OSCC。

LI 等[45]研究發(fā)現(xiàn)，IL-18 的過(guò)表達(dá)可以通過(guò)Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路促進(jìn)腫瘤細(xì)胞上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，誘導(dǎo)OSCC 細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移；也可通過(guò)激活糖原合成激酶3β 信號(hào)通路降低舌鱗癌細(xì)胞的存活率，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[46]。

2.3 NLRP3 炎癥小體在OSCC 化療中的作用及影響

5-氟尿嘧啶是目前治療OSCC 最常用、最有效的藥物之一。但由于5-氟尿嘧啶的持續(xù)給藥，使腫瘤細(xì)胞對(duì)其產(chǎn)生耐藥性，明顯減弱了該藥對(duì)OSCC 的治療效果，因此，探究OSCC 細(xì)胞耐藥性的分子機(jī)制，有助于改善并制定更有效的治療方案。有研究表明，經(jīng)5-氟尿嘧啶治療后，細(xì)胞內(nèi)活性氧可以激活OSCC 細(xì)胞中NLRP3 炎癥小體并使其表達(dá)增加，而NLRP3 炎癥小體的高表達(dá)與經(jīng)5-氟尿嘧啶治療后OSCC 患者的臨床預(yù)后不良有關(guān)，反之，NLRP3 炎癥小體的表達(dá)量減少可以增強(qiáng)5-氟尿嘧啶在體內(nèi)的抗腫瘤作用[47]。因此，在5-氟尿嘧啶治療OSCC 的過(guò)程中，可以考慮阻斷ROS/NLRP3 炎癥小體/IL-1β 通路，從而提高5-氟尿嘧啶的療效。

2.4 NLRP3炎癥小體在OSCC放化療后黏膜炎中的作用

OSCC 的預(yù)后較差，5年生存率僅有50%，但目前其治療以手術(shù)為主，輔以放化療，因此，防治OSCC 患者術(shù)后并發(fā)癥可以提高患者生活質(zhì)量，減輕患者痛苦。口腔黏膜炎是一種較為常見(jiàn)的放療或化療后的急性副作用性疾病，其損傷正常組織而形成深層黏膜潰瘍，引起患者極度不適，但目前尚無(wú)有效的治療方法[48]。ORTIZ 等[49]針對(duì)NLRP3 炎癥小體對(duì)口腔黏膜炎的作用進(jìn)行了研究，并評(píng)估了褪黑素對(duì)該疾病的作用。該研究發(fā)現(xiàn)，線(xiàn)粒體氧化應(yīng)激、生物能量損傷及NLRP3 炎癥小體的活化參與了放射治療后口腔黏膜炎的發(fā)生、發(fā)展，褪黑激素凝膠可以保護(hù)線(xiàn)粒體免受輻射損傷，弱化了NF-κB/NLRP3 炎癥小體信號(hào)通路的激活，應(yīng)用褪黑激素凝膠可以恢復(fù)舌內(nèi)褪黑激素的生理水平，防止黏膜破裂和潰瘍形成。提示OSCC患者放射治療后可局部應(yīng)用褪黑素，預(yù)防口腔黏膜炎的發(fā)生。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，NLRP3 炎癥小體在OSCC 的發(fā)生發(fā)展、藥物治療及放化療術(shù)后反應(yīng)中均起著重要作用，但其更深入的作用機(jī)制、信號(hào)通路有待進(jìn)一步研究。同時(shí)，NLRP3 炎癥小體在OSCC 患者中表達(dá)量的變化是否可作為早預(yù)測(cè)、早診斷OSCC 的生物學(xué)指標(biāo)，仍需要更多的基礎(chǔ)和臨床研究進(jìn)一步證實(shí)。