中醫藥干預NLRP3炎癥小體治療相關疾病的研究進展

黃靜，盧建峰，馬萍

炎癥小體(inflammasome)是由Martinon[1]等人提出的概念，它是一種多蛋白復合體，是人體免疫反應的重要組成部分，可通過識別病原微生物和內源性危險信號，即病原相關分子模式和損傷相關分子模式等蛋白復合物，激活炎癥反應。其來源主要是模式識別受體（pattern recognition receptors，RPs）中的核苷酸結合寡聚化結構域（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合體，刺激了IL-1β、IL-18 的成熟和分泌，調控炎癥反應，抵抗病原體感染和應激損傷，但其過度活化可導致組織器官的炎癥損傷[2～3]。目前發現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構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NLRP3炎癥小體在很多疾病的炎癥發生發展中起重要作用，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，中醫藥能夠干預與NLRP3炎癥小體相關的炎性疾病，本文將綜述與其相關的研究進展。

1 炎癥小體的激活方式

NLRP3炎癥小體在靜息狀態下處于低水平，雖然其活化調控機制較為復雜，目前任然無法完全闡明其機制，但是其激活需要兩種信號共同刺激已達成共識，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，轉錄產生炎癥小體相關物質（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NLRP3/ASC/pro-Caspase-1蛋白復合物組裝及后續下游信號通路的活化，細菌、病毒等微生物及其產物和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配體進入細胞內激活NLRP3炎癥小體[5]；2.活性氧(reactive oxygen species，ROS)的生成，是活化機制中至關重要的因素[6]；3.溶酶體釋放蛋白酶，被不同環境中的二氧化硅、石棉等刺激而激發，釋放出來的大量組合蛋白酶激活了NLRP3炎癥小體[7]。

2 中醫藥可干預炎癥小體的功能進而治療相關疾病

2.1 炎癥性腸病

炎癥性腸病的發病機制尚未完全明確，但是其發病與固有免疫的異常活化密切相關，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，是這系列炎癥反應的重要組成部分，它廣泛存在于腸黏膜的各類免疫細胞中，對疾病的發生起著重要的作用[8]。有研究者利用白芍七物顆粒干預潰瘍性結腸炎大鼠模型發現，模型組大鼠結腸組織中NLRP3、IL-1βmRNA的表達量與空白對照組相比有明顯降低，結果具有統計學意義；而大鼠血清中的NLRP3、Caspase-1和IL-1β表達量均有不同程度下調( P＜0.01)[9]。潰結靈是治療潰瘍性結腸炎的經驗方，相關研究顯示，利用潰結靈灌胃潰瘍性結腸炎大鼠模型后，檢測其結腸及血清中的相關指標發現，NLRP3、ASC及Caspase-1的mRNA、蛋白表達量及IL-18 /IL-33的表達量顯著減少( 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，不論是現代和古代均有廣泛的應用，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，實驗結果顯示，白頭翁湯能夠促進NLRP3 炎癥小體的組成部分即NLRP3、ASC和Caspase-1的表達，從而受NLRP3炎癥小體影響的IL-1β和IL-18的表達也被上調了。這個實驗提示了白頭翁湯治療炎癥性腸病的機制可能是激活NLRP3炎癥小體，促進了相關炎癥因子的表達，進而發揮了治療作用。

2.2 缺血性腦卒中后遺癥

缺血性腦卒中后，大部分患者會出現神經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，但其具體機制尚未明確。江濤等[13]研究發現，腦卒中小鼠模型中的NLRP3、C1.Caspase-1、Mature IL-1β表達含量在一定時間內，隨著時間增加而明顯增多（P＜0.01），通過電針針刺百會穴后，再次檢測相關指標發現，與對照組相比，NLRP3、C1.Caspase-1、Mature IL-1β表達明顯降低，結果具有統計學意義。此研究顯示電針可以抑制NLRP3炎癥小體介導的炎癥反應，提示電針對腦卒中后遺癥的治療可能是通過干預NLRP3炎癥小體的功能，從而達到治療目的。而卞煒等[14]通過電針針刺腦卒中大鼠“百會”、“合谷”和“太沖”，同樣發現電針可以抑制缺血區域的NLRP3、IL-1β、IL-18的表達上調（P＜0.01），提示電針可以抑制NLRP3炎癥小體表達的上調，減少炎癥因子的分泌，減輕腦卒中后的神經性炎癥，為電針的推廣提供了更加有力的理論基礎。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胞凋亡而發揮神經保護作用[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表達量和細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表達量和細胞凋亡率均明顯降低，結果具有統計學意義。提示芍藥苷可通過下調 OGD 海馬腦片中NLRP3炎癥小體組成蛋白NLRP3、ASC、Caspase-1的表達，從而產生治療效果。實驗為解釋芍藥苷對腦卒中的治療作用提供實驗依據。

2.3 腫瘤

腫瘤是當今世界威脅人類生命健康的主要疾病，其死亡率居高不下。現在越來越多的研究證實了炎癥微環境在腫瘤各個過程的重要作用，而作為炎癥反應重要組成的NLRP3炎癥小體更是促進腫瘤形成、侵襲、轉移的重要因素[17]。Hua KF等[18]利用中藥蛇床子提取物作用于腫瘤細胞后發現，各類免疫細胞ROS的產生和釋放均被明顯抑制，結果具有統計學意義。而ROS作為NLRP3炎癥小體活化的重要環節，ROS的功能被抑制，進而影響了NLRP3炎癥小體的活化，改善了腫瘤的炎癥微環境。另有研究顯示，方劑四妙丸（黃柏、蒼術、牛膝、薏苡仁），可以通過抑制NLRP3炎癥小體活化的關鍵信號通路NF-κB通路，減弱炎癥小體相關產物的表達，而達到治療腫瘤的目的[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蛋白的表達情況，發現半枝蓮總黃酮可以明顯的抑制上述物質的表達，提示半枝蓮總黃酮抗腫瘤的機制可能是通過抑制NLRP3炎癥小體的表達 ，進而影響了腫瘤生長的炎癥微環境 ，進而產生抗腫瘤作用[20]。

2.4 抑郁癥

抑郁癥作為一個心理疾病，現在得到了社會的重視，它影響了人類的正常生活。現在有研究顯示，抑郁癥的發生與免疫炎癥密切相關[21]。研究顯示，長時間的慢性應激性壓力可以激活NLRP3炎癥小體，促發相關炎癥反應，參與抑郁癥的產生和發展，它作為治療抑郁癥的新靶點得到了醫學界的關注[22]。銀杏提取物銀杏酮酯，是一種可以改善LPS誘導的神經炎癥的藥物。研究人員利用LPS誘導抑郁癥大鼠模型，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的蛋白表達明顯降低( P＜0.05)，提示銀杏酮酯能夠通過干預NLRP3炎癥小體的功能進而治療抑郁癥，完善了銀杏酮酯治療抑郁癥的機制[23]。

2.5 外陰陰道念珠菌病（VVC）

VVC是一種真菌感染疾病，主要表現有外陰瘙癢、灼痛，嚴重時坐臥不安、尿急、尿頻等，是女性生殖道感染的常見炎癥性疾病，給患者帶來嚴重的不適感。VVC的發病除了念珠菌的毒力外，機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的發病與否。方劑白頭翁湯治療VVC效果顯著[24]。段強軍等[25]實驗發現，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，結果具有統計學意義。經白頭翁湯提取物作用后，再次與正常組對照，上述物質含量均明顯下降，提示NLRP3炎癥小體可以作為藥物干預VVC的一個潛在靶點，但是其作用機制需要進一步的研究。

2.6 糖尿病及慢性并發癥

糖尿病亦是當今社會的多發疾病之一，它有著多種并發癥，如糖尿病視網膜病變，糖尿病足等，嚴重威脅著人類的生命健康。近年來有研究發現，在慢性高糖狀態下葡萄糖、游離脂肪酸、尿酸等代謝應激均可激活 NLRP3炎癥小體，尤其是2型糖尿病的發生發展，與NLRP3炎癥小體密不可分，如今已經成為治療糖尿病及慢性并發癥的新靶點[26]。Wang C等[27]發現廣泛存在于桑葉、槐角、菟絲子、柴胡等中藥材中的有效成分槲皮素，有很強的抗炎作用和抗氧化應激作用。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，發現其表達明顯下降，其結果具有統計學意義；槲皮素還具有調脂和降尿酸作用，進一步減輕了炎癥反應和腎臟損害程度。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，抑制氧化應激反應的發生和NLRP3炎癥小體的激活，從而減輕脂肪積聚，延緩了糖尿病并發的非酒精性脂肪肝的進展[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現，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、保護腎功能，還能夠抑制腎臟組織中的NLRP3、caspase-1、IL-1β的表達，這說明參芍口服液的作用機制可能是通過抑制了NLRP3炎癥小體的相關表達。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的發生，還可降糖、調脂，實驗證實，芒果苷能夠通過下調高糖培養內皮細胞 IRE1α磷酸化而減少內質網應激，進而抑制TXNIP / NLRP3 炎癥小體活化，促進血管內皮穩態，其作用可能與 AMPK 通路有關[30]。

3 小結

利用靶點治療疾病是當今的研究熱點，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疾病如糖尿病并發癥、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，從而達到治療疾病的目的，在當前的研究中已經取得了一些成果。但目前對于NLRP3炎癥小體的研究還處于細胞與動物模型之中，缺乏客觀有效的臨床療效評定準則。且中醫藥治療是一個多靶點的過程，因此具體的機制還需要進一步深入研究進行明確。不過可以肯定的是，中醫藥具有干預NLRP3炎癥小體的能力，而且是有巨大潛能的，應該把握時機，進行更深一步的研究，爭取取得更多更有說服力的成果。