NLRP3 炎癥小體與神經(jīng)病理性疼痛關(guān)系的研究進(jìn)展 *

龐淼一 馬奕然 王培培 李 纖 楊 菲△

（1 首都醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，北京 100069；2 首都醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)系，北京 100069；3 首都醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)系，北京 100069）

國(guó)際疼痛學(xué)會(huì)(the International Association for the Study of Pain, IASP) 給神經(jīng)病理性疼痛 (neuropathic pain, NP) 所下的定義為：由軀體感覺(jué)系統(tǒng)的損害或疾病所導(dǎo)致的疼痛。這種疼痛通常表現(xiàn)為自發(fā)痛、觸誘發(fā)痛、痛覺(jué)過(guò)敏和感覺(jué)異常等臨床特征[1]，臨床上以病程超過(guò)3 個(gè)月的慢性NP 病人居多。世界上6.9%～10%的人群經(jīng)歷過(guò)NP，法國(guó)和英國(guó)的流行病學(xué)調(diào)查顯示NP 的患病率為7%～8%[2]，國(guó)內(nèi)則有9000 萬(wàn)NP 病人[1]。這些病人的心理健康和社會(huì)功能大多受到嚴(yán)重不良影響，導(dǎo)致病人生活質(zhì)量下降，給個(gè)體、家庭和社會(huì)造成沉重負(fù)擔(dān)。但與此同時(shí)，面對(duì)如此龐大的患病人群，現(xiàn)有的臨床治療方法無(wú)法有效緩解大部分NP 病人的臨床癥狀，例如常用的阿片類藥物、非甾體抗炎鎮(zhèn)痛藥等對(duì)于NP 的治療效果都十分有限，此外還容易誘發(fā)多種不良反應(yīng)[3]。目前，關(guān)于NP 的發(fā)病機(jī)制尚不完全明確，這也極大限制了NP 治療方法的研發(fā)[4]。

既往的研究已經(jīng)表明，NP 與外周和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元敏化有關(guān)。炎癥可以促進(jìn)再生和愈合，但如果炎癥的消退受到干擾，則有可能導(dǎo)致慢性疼痛的發(fā)生。除了神經(jīng)元，NP 還涉及許多非神經(jīng)元細(xì)胞，包括免疫細(xì)胞、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞等[5]。越來(lái)越多的研究表明，受損或病變神經(jīng)部位發(fā)生的免疫反應(yīng)激活了局部組織中的天然免疫細(xì)胞，這一過(guò)程在外周和中樞的神經(jīng)元敏化中發(fā)揮了重要作用。隨后炎癥介質(zhì)（如細(xì)胞因子、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子和趨化因子）的釋放啟動(dòng)局部炎癥反應(yīng)，進(jìn)而引發(fā)更廣泛的級(jí)聯(lián)效應(yīng)[6]。神經(jīng)炎癥環(huán)境能夠引起小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞的激活，影響突觸效能和疼痛敏感性，在誘發(fā)和維持NP 方面起關(guān)鍵性作用[7]。

炎癥小體是一種能感知多種病原體或危險(xiǎn)信號(hào)的多蛋白質(zhì)復(fù)合物，能夠調(diào)節(jié)胱天蛋白酶依賴性的炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡。目前發(fā)現(xiàn)的炎癥小體主要包括NLRP1、NLRP3、NLRC4、IPAF 和AIM2， 其中NLRP3 炎癥小體與NP 的關(guān)系最為密切。有研究表明，NLRP3 炎癥小體在許多與痛覺(jué)相關(guān)的神經(jīng)和免疫細(xì)胞中均存在表達(dá)（見(jiàn)表1），包括：①背根神經(jīng)節(jié)中的神經(jīng)元，脊髓背角中的神經(jīng)元、小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞[8]；②與外周感覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)以及周圍微環(huán)境相關(guān)的炎癥細(xì)胞（如巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞等）[9]；③痛覺(jué)相關(guān)腦區(qū)中的神經(jīng)細(xì)胞（如大腦皮層的小膠質(zhì)細(xì)胞等）[10]。本文將重點(diǎn)關(guān)注NLRP3 炎癥小體在各種類型NP 相關(guān)疾病中的作用途徑和機(jī)制，希望為探索NP 的發(fā)生發(fā)展機(jī)制和治療前景提供思路。

表1 NLRP3 炎癥小體在不同誘因?qū)е碌奶弁粗械谋磉_(dá)位置

一、NLRP3 炎癥小體的組成和功能

NLRP3 (NOD-like receptor protein 3)蛋白質(zhì)由冷誘導(dǎo)自身炎癥綜合征基因1 (cold induced autoinflammatory syndrome 1, CIAS1) 編碼。其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)由3 個(gè)主要結(jié)構(gòu)域組成：N 端吡咯結(jié)構(gòu)域、中心核苷酸結(jié)合和寡聚化結(jié)構(gòu)域以及C 末端富含亮氨酸重復(fù)序列結(jié)構(gòu)域。NLRP3 炎癥小體以NLR 作為受體蛋白、ASC 作為接頭蛋白、Caspase 作為效應(yīng)蛋白[11]。

NLRP3 炎癥小體的直接激活信號(hào)可以是病原體相關(guān)分子模式和損傷相關(guān)分子模式，也可以是其他化學(xué)、物理和環(huán)境因素。研究表明，NLRP3 炎癥小體的激活過(guò)程需要兩種信號(hào)的參與。初始化（第一信號(hào)）通過(guò)激活NF-κB 通路，上調(diào)與炎癥小體相關(guān)的蛋白（包括炎癥小體傳感器蛋白，IL-1β 和IL-18）的表達(dá)。外界刺激激活細(xì)胞產(chǎn)生第二信號(hào)，目前普遍認(rèn)為主要有 3 種潛在刺激：細(xì)胞內(nèi)K+濃度的降低、線粒體ROS 的產(chǎn)生和溶酶體膜的破壞[11]。刺激啟動(dòng)的激活組裝（第二信號(hào)）進(jìn)一步觸發(fā)炎癥小體傳感蛋白與炎癥小體接頭蛋白的聚集，并招募Caspase-1?；罨ㄋ猓┑腃aspase-1 不僅能促使IL-1β 和IL-18成熟并分泌，并且還促使Gasdermin D (GSDMD) 切割，切割后的GSDMD 在細(xì)胞膜上形成孔洞，引發(fā)促炎性細(xì)胞死亡，即細(xì)胞焦亡[11]。

NLRP3 炎癥小體在多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的作用已受到廣泛關(guān)注，例如抑郁癥病人外周血中NLRP3含量升高，在藥物治療后下降。在小鼠抑郁癥模型中，海馬中的NLRP3 炎癥小體被激活，而敲除NLRP3可以阻斷抑郁樣行為。此外，在阿爾茨海默病模型動(dòng)物中阻斷IL-1β可以減緩腦中Tau蛋白過(guò)度磷酸化，拯救認(rèn)知障礙，使用NLRP3 抑制劑后模型動(dòng)物的淀粉樣蛋白沉積減少，認(rèn)知功能得到改善[6]。

目前已知的NLRP3 抑制劑有MCC950、CY-09、JC-124、Oridonin 等（見(jiàn)表2），其中在基礎(chǔ)研究中最常使用的是MCC950。雖然大量臨床前研究顯示NLRP3 炎癥小體抑制劑能夠治療多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病，但是目前還沒(méi)有一種抑制劑能夠在臨床上應(yīng)用。因此NLRP3 炎癥小體與人類疾病的關(guān)系，以及能否作為有效的治療靶點(diǎn)仍有待研究和證明。

表2 NLRP3 炎癥小體抑制劑在動(dòng)物疾病模型中的應(yīng)用

二、NLRP3 炎癥小體與慢性神經(jīng)病理性疼痛

1. NLRP3 炎癥小體在外周神經(jīng)病理性疼痛中的研究

慢性周圍神經(jīng)病理性疼痛是指由于外周感覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)損傷或疾病而導(dǎo)致的慢性疼痛[4]，IASP 在2019 年提出將其分為以下6 類：三叉神經(jīng)痛、周圍神經(jīng)損傷后的慢性病理性疼痛、痛性多發(fā)神經(jīng)病變、痛性神經(jīng)根病變、帶狀皰疹后神經(jīng)痛和其他待明確及未明確的慢性周圍神經(jīng)病理性疼痛[23]。本文主要討論前4 類與NLRP3 炎癥小體之間的關(guān)系。

（1）NLRP3 炎癥小體與三叉神經(jīng)痛

三叉神經(jīng)痛 (trigeminal neuralgia, TN) 是局限于三叉神經(jīng)的一個(gè)或多個(gè)分支的口面部神經(jīng)性疼痛。疼痛經(jīng)常反復(fù)突然發(fā)作和停止，可由無(wú)害刺激引起，病人常將其描述為電擊樣、槍擊樣痛或刺痛，部分病人在陣發(fā)性疼痛之間還會(huì)經(jīng)歷持續(xù)性疼痛[23]。

在完全弗氏佐劑注射造成的小鼠TN 模型中，研究人員發(fā)現(xiàn)三叉神經(jīng)結(jié)內(nèi)NLRP3 炎癥小體及相關(guān)蛋白的 mRNA 水平明顯升高，血清中炎癥小體相關(guān)蛋白的表達(dá)量也同時(shí)升高[24]。在另一項(xiàng)研究中，研究人員將牙植體錯(cuò)位移植壓迫小鼠下牙槽神經(jīng)建造TN 模型，發(fā)現(xiàn)造模后的0 到21 天，小鼠延髓背角內(nèi)NLRP3 的mRNA 水平逐漸升高[25]。

隨后研究人員試圖通過(guò)抑制NLRP3 的表達(dá)改善TN 模型小鼠的面部機(jī)械痛敏，發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性非編碼RNA (miR-186)過(guò)度表達(dá)雖然可以直接抑制NLRP3 的表達(dá)水平，但對(duì)于小鼠面部機(jī)械痛敏卻沒(méi)有明顯的改善作用[24]。而在下牙槽神經(jīng)受壓迫的模型鼠中，研究人員敲低小鼠體內(nèi)的 NLRP3 后發(fā)現(xiàn)小鼠的機(jī)械痛敏得到了緩解[25]，提示直接敲低 NLRP3 的表達(dá)對(duì)于疼痛的緩解作用顯著優(yōu)于miR-186。

（2）NLRP3 炎癥小體與周圍神經(jīng)損傷后的慢性神經(jīng)病理性疼痛

周圍神經(jīng)損傷后的慢性神經(jīng)病理性疼痛 (chronic neuropathic pain after peripheral nerve injury, CNP-pni)是由周圍神經(jīng)損傷引起的持續(xù)性或復(fù)發(fā)性疼痛。疼痛的具體病理表現(xiàn)和范圍與所損傷的神經(jīng)有關(guān)[23]。

現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)在 CCI（慢性壓迫性神經(jīng)損傷）模型[13]、SNL（脊神經(jīng)結(jié)扎）模型中[26]，模型動(dòng)物出現(xiàn)明顯的機(jī)械痛敏和熱痛敏，同時(shí) NLRP3 在脊髓內(nèi)的表達(dá)升高。在CCI 模型中，大鼠脊髓背角內(nèi) NF-κB (p65)表達(dá)逐漸升高，并且在14 天達(dá)到峰值。NF-κB 進(jìn)而上調(diào)脊髓背角神經(jīng)元及小膠質(zhì)細(xì)胞中NLRP3 的表達(dá)（見(jiàn)表1），其下游Caspase-1 和炎癥因子 IL-1β 的表達(dá)也上升，進(jìn)而加重CCI 大鼠的機(jī)械痛敏和熱痛敏[13]。NLRP3 抑制劑MCC950[15]和紅景天苷[27]（傳統(tǒng)中草藥成分）都被證實(shí)可以通過(guò)抑制該通路的激活減輕CCI 模型鼠的疼痛癥狀。臨床抗炎藥物芍藥苷對(duì)于模型動(dòng)物NP 的抑制也被證實(shí)有NLRP3 的參與，芍藥苷可以同時(shí)增強(qiáng)Nrf2的核轉(zhuǎn)位并抑制 NF-κB 的表達(dá)，通過(guò)這兩條途徑共同抑制NLRP3 的表達(dá)從而降低CCI 模型鼠的機(jī)械痛敏。但研究者同時(shí)指出Nrf2 的激活在芍藥苷的作用中可能占比很小，因?yàn)橐种?Nrf2 的表達(dá)后芍藥苷仍然有效[15]。而右美托咪定完全通過(guò)激活 Nrf2起到抑制 NLRP3 表達(dá)的作用[28]。上述研究提示TXNIP-NLRP3 途徑在多個(gè)周圍神經(jīng)損傷模型中導(dǎo)致了疼痛的發(fā)生，很有可能成為 CNP-pni 治療藥物新的作用通路，而Nrf2/NLRP3 通路是否能夠有效改善 CNP-pni 仍然需要更進(jìn)一步的研究證實(shí)。但在SNI（保留神經(jīng)損傷）模型鼠體內(nèi)，研究人員發(fā)現(xiàn)NLRP3 表達(dá)水平與小鼠的機(jī)械痛敏之間并不存在直接的聯(lián)系。

（3）NLRP3 炎癥小體與痛性多發(fā)神經(jīng)病變

痛性多發(fā)神經(jīng)病變 (painful polyneuropathy, PP)是由代謝性、自身免疫性、家族性或傳染性疾病，以及暴露于環(huán)境、職業(yè)毒素或使用神經(jīng)毒性藥物治療引起的多神經(jīng)病所導(dǎo)致的慢性疼痛[23]。其中較為常見(jiàn)的是糖尿病引發(fā)的痛性多發(fā)神經(jīng)病 (diabetic peripheral neuropathy, DPN)。研究者通常使用鏈脲佐菌素 (streptozotocin, STZ) 法構(gòu)建 DPN 模型，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該模型小鼠脊髓和背根神經(jīng)節(jié)內(nèi) NLRP3 蛋白表達(dá)升高，并且使用三萜皂苷抑制 NLRP3 表達(dá)可使 STZ 小鼠的機(jī)械痛閾和熱痛閾提高[29]。

多種藥物都被證實(shí)通過(guò)抑制 NLRP3 在 DPN 模型中發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用。研究者發(fā)現(xiàn)高糖環(huán)境使細(xì)胞中的磷酸化 AMPK、TXNIP 和激活的 NLRP3 炎性小體增多。在使用紅景天苷進(jìn)行治療后，DPN 小鼠背根神經(jīng)節(jié)中前述三種因子減少并且小鼠的機(jī)械痛閾明顯提高[30]。另一項(xiàng)研究則指出獐牙菜苦苷能緩解STZ 模型鼠觸覺(jué)過(guò)敏癥狀，機(jī)制之一可能是抑制了大鼠脊髓內(nèi) NOXs/ROS/NLRP3 信號(hào)通路，從而使抑炎因子表達(dá)上升、促炎因子表達(dá)下降，達(dá)到糾正DPN 導(dǎo)致的炎性因子失衡的作用[31]。

除了DPN，另一種常見(jiàn)的痛性多發(fā)性神經(jīng)病是化療藥物引發(fā)的外周神經(jīng)病變 (chemotherapy induced peripheral neuropathy, CIPN)。紫杉醇作為一種常用的癌癥化療藥物，可在動(dòng)物模型中誘發(fā)CIPN。研究者證實(shí)紫杉醇和三磷酸腺苷 (ATP) 共同作用可以誘導(dǎo)大鼠線粒體損傷，使活性氧的產(chǎn)生增加，導(dǎo)致L4-6背根神經(jīng)節(jié)和坐骨神經(jīng)的巨噬細(xì)胞中NLRP3 炎癥小體激活（見(jiàn)表1），從而引發(fā)大鼠機(jī)械痛敏。在使用ROS 抑制劑PBN (phenyl-N-tert-butylnitrone) 后，研究者發(fā)現(xiàn)被激活的NLRP3 炎癥小體減少，同時(shí)大鼠機(jī)械痛敏得到改善[12]。研究認(rèn)為，另一種常用化療藥物奧沙利鉑可以通過(guò)降低脊髓中細(xì)胞外腺苷信號(hào)的表達(dá)誘導(dǎo)星形膠質(zhì)細(xì)胞中ADK的表達(dá)，進(jìn)而使 NLRP3（見(jiàn)表1）和 IL-1β 表達(dá)增加，誘發(fā)神經(jīng)炎癥導(dǎo)致疼痛發(fā)生[32]。后續(xù)給CIPN 大鼠使用 MCC950 抑制 NLRP3 表達(dá)后，大鼠的疼痛明顯好轉(zhuǎn)[32]。但另一組研究人員給小鼠分別注射奧沙利鉑和紫杉醇建造CIPN 模型，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)這兩種模型鼠脊髓內(nèi) NLRP3 相關(guān)炎癥因子的表達(dá)水平都沒(méi)有發(fā)生明顯變化[33]。所以紫杉醇和奧沙利鉑是否導(dǎo)致NLRP3 的水平變化還需要進(jìn)一步的探索與研究。

（4）NLRP3 炎癥小體與痛性神經(jīng)根病變

痛性神經(jīng)根病變 (painful radiculopathy, PR) 是由涉及頸、胸、腰或骶神經(jīng)根的病變或疾病引起的持續(xù)性或復(fù)發(fā)性疼痛。其中，脊柱退行性改變（包括韌帶和椎間盤）是最常見(jiàn)的病因。這種疼痛可以自發(fā)，但通常是由特定的姿勢(shì)或在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中誘發(fā)的[23]。

在臨床上，腰椎間盤突出癥 (lumber disc herniation,LDH) 和軟骨終板退行性病變是常見(jiàn)的可以引起神經(jīng)根痛的疾病。研究者取大鼠自體髓核移植到神經(jīng)根附近對(duì)神經(jīng)根進(jìn)行壓迫模擬LDH，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)手術(shù)組大鼠背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)NLRP3 表達(dá)上調(diào)[34]。臨床研究中獲得的數(shù)據(jù)提示，在腰椎軟骨終板退行性病變病人體內(nèi)NLRP3、Caspase-1 和IL-1β 表達(dá)陽(yáng)性的細(xì)胞數(shù)量增多，作者因此推測(cè)NLRP3/Caspase-1/IL-1β軸的激活可能引發(fā)椎間盤退行性病變和腰痛[35]。在臨床前研究中，富勒醇納米顆粒和MaR1 兩種抗炎藥物都被證實(shí)可以通過(guò)抑制NLRP3/Caspase-1/IL-1β軸來(lái)提高NP 移植模型鼠的機(jī)械痛閾[36]。

2. NLRP3 炎癥小體與慢性中樞神經(jīng)病理性疼痛

慢性中樞神經(jīng)病理性疼痛是由中樞體感神經(jīng)系統(tǒng)的病變或疾病引起的慢性疼痛。IASP 在2019 年提出將慢性中樞神經(jīng)病理性疼痛分為5 種：脊髓損傷相關(guān)的慢性中樞神經(jīng)病理性疼痛、腦損傷相關(guān)的慢性中樞神經(jīng)病理性疼痛、卒中后慢性中樞性疼痛、多發(fā)性硬化癥導(dǎo)致的慢性中樞神經(jīng)病理性疼痛和其他明確的或未明確的慢性中樞神經(jīng)病理性疼痛[14]。本文主要討論前4 種與NLRP3 炎癥小體之間的關(guān)系。

（1）NLRP3 炎癥小體與中樞損傷相關(guān)的神經(jīng)病理性疼痛

脊髓損傷相關(guān)的慢性中樞神經(jīng)性疼痛(chronic central neuropathic pain associated with spinal cord injury, CCNP-sci) 是由脊髓體感通路的病變或其他疾病引發(fā)的癥狀。脊髓損傷包括外力損害或疾病導(dǎo)致的脊髓功能損傷。疼痛可能自發(fā)或由某些因素誘發(fā)，病人通常對(duì)疼痛刺激的反應(yīng)增強(qiáng)（痛覺(jué)過(guò)敏）或?qū)φo(wú)疼痛刺激的疼痛反應(yīng)（痛覺(jué)超敏）[23]。

研究者發(fā)現(xiàn)SCI 模型小鼠脊髓中NLRP3 的轉(zhuǎn)錄水平顯著升高，并且在使用藥物抑制了NLRP3的表達(dá)水平后，模型鼠的機(jī)械痛閾同步升高[37]。中重度胸椎挫傷的模型小鼠使用內(nèi)源性酮體NLRP3抑制劑D-β-羥基丁酸酯 (DBHB) 治療后，小鼠脊髓中NLRP3 炎癥小體組分表達(dá)、炎癥小體激活和炎癥因子IL-1β、IL-18 的表達(dá)水平降低，小鼠的運(yùn)動(dòng)功能得到了明顯改善，且脊髓損傷引起的痛覺(jué)超敏得到了緩解[38]。上述研究結(jié)果表明，NLRP3 炎癥小體在脊髓中的表達(dá)水平、激活程度與SCI 誘導(dǎo)的中樞神經(jīng)病理性疼痛呈正相關(guān)。

腦損傷相關(guān)的慢性中樞神經(jīng)病理性疼痛 (chronic central neuropathic pain associated with brain injury,CCNP-bi) 是由軀體感覺(jué)皮層、連接的腦區(qū)或腦內(nèi)相關(guān)通路的病變或疾病引起的。最常見(jiàn)的腦損傷是外傷性腦損傷 (traumatic brain injuries, TBI)，由外力如直接撞擊頭部或頭部被暴露在沖擊波中導(dǎo)致。TBI常見(jiàn)的伴隨癥狀之一就是慢性疼痛。在TBI 的動(dòng)物模型中，神經(jīng)炎癥已被證明存在于許多與疼痛相關(guān)的大腦區(qū)域，包括丘腦、皮層、海馬、杏仁核和前額葉皮質(zhì)[39]。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，NLRP3 炎癥小體參與創(chuàng)傷性腦損傷后繼發(fā)性腦損傷的發(fā)生，包括慢性痛癥狀等[40]。另一方面MCC950 被證實(shí)可以通過(guò)抑制NLRP3 炎癥小體的激活，改善腦損傷模型小鼠的腦水腫和血腦屏障的損傷[41]。

（2）NLRP3 炎癥小體與卒中后慢性中樞疼痛

卒中后慢性中樞性疼痛 (chronic central poststroke pain, CCPSP) 是由大腦或腦干缺血或出血引起的一種慢性神經(jīng)病理性疼痛綜合征[42]。在腦缺血再灌注后的小膠質(zhì)細(xì)胞、神經(jīng)元和內(nèi)皮細(xì)胞中均檢測(cè)到NLRP3 炎癥小體激活[43]，且腦缺血組的腦組織中NLRP3 炎癥小體蛋白水平比對(duì)照組高4 倍。同時(shí)，缺血性中風(fēng)后，NLRP3 激活可導(dǎo)致梗塞中心的神經(jīng)元和小膠質(zhì)細(xì)胞死亡[43]。

根據(jù)現(xiàn)有的研究，有學(xué)者提出了NLRP3 炎癥小體在CCPSP 中可能的作用機(jī)制：腦卒中進(jìn)展中無(wú)菌性炎癥反應(yīng)可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等的浸潤(rùn)和活化，從而導(dǎo)致炎癥和神經(jīng)細(xì)胞死亡[44]。壞死細(xì)胞中線粒體的損傷產(chǎn)生ROS，激活NLRP3 炎癥小體。在機(jī)制上，ROS 的產(chǎn)生使TXNIP從硫氧還蛋白中解離，繼而TXNIP 與NLRP3 一起易位至線粒體，從而激活NLRP3 炎癥小體[6]。

此外在腦損傷過(guò)程中， K+水平升高和氧化的線粒體DNA 能誘導(dǎo)NLRP3 激活并釋放IL-1β 和IL-18，腦損傷過(guò)程中壞死的細(xì)胞釋放IL-1β 和IL-18 可以導(dǎo)致無(wú)菌炎癥反應(yīng)，從而激活NLRP3。NLRP3、IL-1β、IL-18 進(jìn)一步引發(fā)的炎癥反應(yīng)都可能擴(kuò)大丘腦和大腦皮層細(xì)胞的受損范圍[45]。但矛盾的是，在缺血性腦卒中模型鼠使用NLRP3 抑制劑MCC950后，對(duì)模型鼠的病變體積以及炎癥都沒(méi)有明顯的挽救作用[46]。

盡管NLRP3 炎癥小體被認(rèn)為在中風(fēng)中發(fā)揮較大作用，但NLRP3 炎癥小體是否與CCPSP 的發(fā)生相關(guān)尚未確定。關(guān)于CCPSP 的發(fā)生機(jī)制主要有去抑制理論、中樞敏化和脊髓丘腦束功能改變這三種理論[42]。在去抑制理論中，脊髓丘腦束的損傷破壞了丘腦外側(cè)對(duì)丘腦內(nèi)側(cè)活動(dòng)的抑制作用，即打破了促進(jìn)系統(tǒng)和抑制系統(tǒng)間的平衡，抑制通路作用受損，丘腦內(nèi)側(cè)異常放電導(dǎo)致中樞性疼痛[42]。但是目前沒(méi)有研究報(bào)道NLRP3 與這些機(jī)制有直接關(guān)聯(lián)。與NLRP3 相關(guān)的炎癥和腦損傷可能導(dǎo)致丘腦外側(cè)和脊髓丘腦束功能障礙引起CCPSP，可以成為新的探索方向。

（3）NLRP3 炎癥小體與多發(fā)性硬化癥導(dǎo)致的神經(jīng)病理性疼痛

多發(fā)性硬化癥 (multiple sclerosis, MS) 是一種自身免疫性疾病，是由于自身免疫細(xì)胞T 細(xì)胞激活髓鞘蛋白，以中樞神經(jīng)系統(tǒng)白質(zhì)炎性脫髓鞘為主要特點(diǎn)的神經(jīng)退行性疾病[47]，常用的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪亲陨砻庖咝阅X脊髓炎 (experimental allergic encephalomyelitis, EAE)。

在 EAE 模型中，發(fā)病期內(nèi)后腦 NLRP3 炎癥小體表達(dá)升高，腦脊液中IL-1β 蛋白表達(dá)上調(diào)，并且在病灶周圍的小膠質(zhì)細(xì)胞中有 GSDMD 和 Caspase-1表達(dá)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激活Caspase-1 從而水解GSDMD 后，會(huì)介導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生細(xì)胞焦亡。隨后，腦組織中駐留的免疫細(xì)胞和外周循環(huán)白細(xì)胞被募集到炎癥部位，誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)，并導(dǎo)致嚴(yán)重的組織損傷[48]。Nlrp3-/-小鼠的 EAE 模型中臨床癥狀及脫髓鞘的嚴(yán)重程度都有所緩解。采用髓鞘少突膠質(zhì)細(xì)胞糖蛋白誘導(dǎo)的小鼠 EAE 模型中，通過(guò)電生理記錄發(fā)現(xiàn)：DRG 的大、中直徑 (≥26 μm) 神經(jīng)元過(guò)度興奮，NLRP3 炎癥小體被長(zhǎng)時(shí)間激活，神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中 NLRP3、Caspase-1 和IL-1β 轉(zhuǎn)錄水平均有所增加[49]。

在 MS 病人中也有相似發(fā)現(xiàn)：腦脊液中 IL-1β基因表達(dá)上調(diào)，外周血 IL-1β 水平高的病人病情進(jìn)展更快，也更易復(fù)發(fā)[47]。對(duì) MS 病人進(jìn)行基因測(cè)序，發(fā)現(xiàn) NLRP3 的遺傳負(fù)荷增加。但也有文獻(xiàn)指出，在MS 病人的血漿中沒(méi)有檢測(cè)出 IL-1β，且體外培養(yǎng)外周血單核細(xì)胞并激活NLRP3 炎癥小體后，IL-1β 的分泌水平與健康人相比并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[50]。這些證據(jù)說(shuō)明NLRP3 炎癥小體是否能誘導(dǎo)MS 和EAE，有可能取決于機(jī)體的免疫強(qiáng)度[51]。

在臨床前研究中，EAE 模型有兩種亞型，A 型為典型EAE，對(duì) NLRP3 炎癥小體有依賴性并且對(duì)IFN-β 治療有反應(yīng)。大劑量的滅活分枝桿菌加入完全弗氏佐劑后，可以在Nlrp3-/-和Asc-/-小鼠中誘發(fā)EAE，此為 B 型。 B 型EAE 可以在沒(méi)有 NLRP3 炎癥小體的情況下發(fā)展，并且IFN-β 治療無(wú)效。MS常用治療藥物干擾素 IFN-β-1a/b（倍泰龍/利比）對(duì)A 型EAE 有較好的治療效果，對(duì) B 型 EAE 治療效果較差。這表明 NLRP3 炎癥小體可能是IFN-β 治療 MS 的潛在關(guān)鍵靶點(diǎn)[51]。已有實(shí)驗(yàn)表明給 EAE模型鼠使用 MCC950 可以延緩發(fā)作，降低 MS 的嚴(yán)重程度，預(yù)防復(fù)發(fā)并減輕神經(jīng)性疼痛[52]。這提示NLRP3 炎癥小體抑制劑有希望作為新的鎮(zhèn)痛劑，用于減輕MS 早期的中樞神經(jīng)病理性疼痛。

三、小結(jié)

本文系統(tǒng)闡述NLRP3 炎癥小體參與慢性NP相關(guān)研究的最新進(jìn)展。近年來(lái)，越來(lái)越多的證據(jù)證實(shí)NLRP3 炎癥小體在各種慢性NP 動(dòng)物模型的局部組織、外周神經(jīng)元、脊髓和腦區(qū)內(nèi)被激活。激活的過(guò)程以及涉及的機(jī)制、上下游因子都被證實(shí)與慢性NP 的發(fā)作、持續(xù)和進(jìn)展密切相關(guān)。使用NLRP3 炎癥小體的拮抗劑或通過(guò)基因敲除方法進(jìn)行的研究，進(jìn)一步證實(shí)NLRP3 炎癥小體及其下游信號(hào)炎癥因子參與介導(dǎo)慢性NP 的發(fā)生和發(fā)展。因此，NLRP3炎癥小體被認(rèn)為是極具潛力的慢性NP 治療靶點(diǎn)。當(dāng)然，這一結(jié)論還有待更進(jìn)一步的研究探索加以證實(shí)。首先，NLRP3 炎癥小體發(fā)揮作用的機(jī)制較為復(fù)雜，其中的鎮(zhèn)痛機(jī)制還需要進(jìn)一步的基礎(chǔ)及臨床研究加以闡明。其次，雖然在動(dòng)物模型中NLRP3 與慢性疼痛的發(fā)生密切相關(guān)，但在臨床病人中NLRP3是否發(fā)揮作用及其生理病理機(jī)制仍不明確。最后，NLRP3 的抑制藥物目前普遍應(yīng)用于基礎(chǔ)研究，距離步入臨床使用還有很長(zhǎng)的距離，需要臨床階段的試驗(yàn)評(píng)估其在慢性NP 治療中的安全性和有效性。但許多已經(jīng)用于臨床的藥物及中草藥中的天然成分也被證實(shí)對(duì)NLRP3 炎癥小體具有抑制效果，對(duì)于這部分藥物的深入研究有助于在更短的時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)出有效的NP 治療藥物。

利益沖突聲明：作者聲明本文無(wú)利益沖突。