中医药干预NLRP3炎症小体治疗相关疾病的研究进展

黄静，卢建峰，马萍

炎症小体(inflammasome)是由Martinon[1]等人提出的概念，它是一种多蛋白复合体，是人体免疫反应的重要组成部分，可通过识别病原微生物和内源性危险信号，即病原相关分子模式和损伤相关分子模式等蛋白复合物，激活炎症反应。其来源主要是模式识别受体（pattern recognition receptors，RPs）中的核苷酸结合寡聚化结构域（nucleotide-binding oligomerization donmain，NOD）样受体(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的过程中，通过激活caspase-1，形成的大分子蛋白复合体，刺激了IL-1β、IL-18 的成熟和分泌，调控炎症反应，抵抗病原体感染和应激损伤，但其过度活化可导致组织器官的炎症损伤[2～3]。目前发现的炎症小体有很多种类型，比如NLRP1、NLRP3、AIM，其中Nod 样受体蛋白 3(Nod-like receptor protein 3,NLRP3) 炎症小体是迄今为止结构和功能研究得最为明确的炎症小体。NLRP3炎症小体由 NOD 样受体家族成员NLRP3、接头蛋白ASC和pro-caspase-1组成。已确认NLRP3炎症小体在很多疾病的炎症发生发展中起重要作用，故NLRP3炎症小体已成为众多炎症疾病治疗的新靶点，而众多研究显示，中医药能够干预与NLRP3炎症小体相关的炎性疾病，本文将综述与其相关的研究进展。

1 炎症小体的激活方式

NLRP3炎症小体在静息状态下处于低水平，虽然其活化调控机制较为复杂，目前任然无法完全阐明其机制，但是其激活需要两种信号共同刺激已达成共识，其中第一信号为DAMPs、脂多糖（LSP）等外来刺激物，激活ROS-TXNIP、ATP-P2X4及NF-κB等信号通路之后，转录产生炎症小体相关物质（无活性的NLRP3，以及前体IL-1β、IL-18）；第二信号是各种炎症小体激活剂，能够促进NLRP3/ASC/pro-Caspase-1蛋白复合物组装及后续下游信号通路的活化，细菌、病毒等微生物及其产物和ATP、二氧化硅、石棉、尿酸单钠(monosodiumurate，MSU)等分子均可激活NLRP3炎症小体[4]。目前已知的炎症小体的激活方式为以下三种：1.钾离子外流，使NLRP3配体进入细胞内激活NLRP3炎症小体[5]；2.活性氧(reactive oxygen species，ROS)的生成，是活化机制中至关重要的因素[6]；3.溶酶体释放蛋白酶，被不同环境中的二氧化硅、石棉等刺激而激发，释放出来的大量组合蛋白酶激活了NLRP3炎症小体[7]。

2 中医药可干预炎症小体的功能进而治疗相关疾病

2.1 炎症性肠病

炎症性肠病的发病机制尚未完全明确，但是其发病与固有免疫的异常活化密切相关，主要是PRRs感知各类PAMP或者DAMP造成的，而NLRP3炎症小体作为PRRs的一员，是这系列炎症反应的重要组成部分，它广泛存在于肠黏膜的各类免疫细胞中，对疾病的发生起着重要的作用[8]。有研究者利用白芍七物颗粒干预溃疡性结肠炎大鼠模型发现，模型组大鼠结肠组织中NLRP3、IL-1βmRNA的表达量与空白对照组相比有明显降低，结果具有统计学意义；而大鼠血清中的NLRP3、Caspase-1和IL-1β表达量均有不同程度下调( P＜0.01)[9]。溃结灵是治疗溃疡性结肠炎的经验方，相关研究显示，利用溃结灵灌胃溃疡性结肠炎大鼠模型后，检测其结肠及血清中的相关指标发现，NLRP3、ASC及Caspase-1的mRNA、蛋白表达量及IL-18 /IL-33的表达量显著减少( P＜0.05)[10]。方剂白头翁汤（白头翁、黄连、黄柏、秦皮）来自张仲景的《伤寒论》是治疗热毒血痢的名方，不论是现代和古代均有广泛的应用，在治疗炎症性肠病和直肠炎等疾病上均有很好的疗效[11]。王振磊等[12]利用白头翁汤治疗炎症性肠病小鼠，实验结果显示，白头翁汤能够促进NLRP3 炎症小体的组成部分即NLRP3、ASC和Caspase-1的表达，从而受NLRP3炎症小体影响的IL-1β和IL-18的表达也被上调了。这个实验提示了白头翁汤治疗炎症性肠病的机制可能是激活NLRP3炎症小体，促进了相关炎症因子的表达，进而发挥了治疗作用。

2.2 缺血性脑卒中后遗症

缺血性脑卒中后，大部分患者会出现神经功能紊乱以及肢体瘫痪等后遗症，给患者带来了巨大的不便。针灸治疗缺血性脑卒中后遗症效果显著，但其具体机制尚未明确。江涛等[13]研究发现，脑卒中小鼠模型中的NLRP3、C1.Caspase-1、Mature IL-1β表达含量在一定时间内，随着时间增加而明显增多（P＜0.01），通过电针针刺百会穴后，再次检测相关指标发现，与对照组相比，NLRP3、C1.Caspase-1、Mature IL-1β表达明显降低，结果具有统计学意义。此研究显示电针可以抑制NLRP3炎症小体介导的炎症反应，提示电针对脑卒中后遗症的治疗可能是通过干预NLRP3炎症小体的功能，从而达到治疗目的。而卞炜等[14]通过电针针刺脑卒中大鼠“百会”、“合谷”和“太冲”，同样发现电针可以抑制缺血区域的NLRP3、IL-1β、IL-18的表达上调（P＜0.01），提示电针可以抑制NLRP3炎症小体表达的上调，减少炎症因子的分泌，减轻脑卒中后的神经性炎症，为电针的推广提供了更加有力的理论基础。芍药苷为中药芍药的有效成分，已有研究报道其可在缺血性脑损伤中通过抗细胞凋亡而发挥神经保护作用[15]。何一博等[16]通过建立大鼠氧糖剥夺（OGD）海马脑片模型，在体外模拟脑卒之后的缺氧缺糖的环境。未治疗之前，OGD组较空白对照组NLRP3炎症小体组成成分NLRP3、ASC、Caspase-1的mRNA表达量和细胞凋亡率均明显增高（P＜0.01），在利用不同剂量的芍药苷作用后，实验组相较于空白对照组，NLRP3、ASC、Caspase-1的mRNA表达量和细胞凋亡率均明显降低，结果具有统计学意义。提示芍药苷可通过下调 OGD 海马脑片中NLRP3炎症小体组成蛋白NLRP3、ASC、Caspase-1的表达，从而产生治疗效果。实验为解释芍药苷对脑卒中的治疗作用提供实验依据。

2.3 肿瘤

肿瘤是当今世界威胁人类生命健康的主要疾病，其死亡率居高不下。现在越来越多的研究证实了炎症微环境在肿瘤各个过程的重要作用，而作为炎症反应重要组成的NLRP3炎症小体更是促进肿瘤形成、侵袭、转移的重要因素[17]。Hua KF等[18]利用中药蛇床子提取物作用于肿瘤细胞后发现，各类免疫细胞ROS的产生和释放均被明显抑制，结果具有统计学意义。而ROS作为NLRP3炎症小体活化的重要环节，ROS的功能被抑制，进而影响了NLRP3炎症小体的活化，改善了肿瘤的炎症微环境。另有研究显示，方剂四妙丸（黄柏、苍术、牛膝、薏苡仁），可以通过抑制NLRP3炎症小体活化的关键信号通路NF-κB通路，减弱炎症小体相关产物的表达，而达到治疗肿瘤的目的[19]。另有研究者利用中药半枝莲有效成分半枝莲总黄酮作用于小鼠黑色素瘤模型，检测其NLRP3，caspase-1，IL-1β，IL-18蛋白的表达情况，发现半枝莲总黄酮可以明显的抑制上述物质的表达，提示半枝莲总黄酮抗肿瘤的机制可能是通过抑制NLRP3炎症小体的表达 ，进而影响了肿瘤生长的炎症微环境 ，进而产生抗肿瘤作用[20]。

2.4 抑郁症

抑郁症作为一个心理疾病，现在得到了社会的重视，它影响了人类的正常生活。现在有研究显示，抑郁症的发生与免疫炎症密切相关[21]。研究显示，长时间的慢性应激性压力可以激活NLRP3炎症小体，促发相关炎症反应，参与抑郁症的产生和发展，它作为治疗抑郁症的新靶点得到了医学界的关注[22]。银杏提取物银杏酮酯，是一种可以改善LPS诱导的神经炎症的药物。研究人员利用LPS诱导抑郁症大鼠模型，检测大鼠的海马组织，与对照组相比，NLRP3、ASC、Caspase-1、IL-1β的蛋白表达明显增加( P＜0.05) ，银杏酮酯作用后，NLRP3、ASC、Caspase-1、IL-1β的蛋白表达明显降低( P＜0.05)，提示银杏酮酯能够通过干预NLRP3炎症小体的功能进而治疗抑郁症，完善了银杏酮酯治疗抑郁症的机制[23]。

2.5 外阴阴道念珠菌病（VVC）

VVC是一种真菌感染疾病，主要表现有外阴瘙痒、灼痛，严重时坐卧不安、尿急、尿频等，是女性生殖道感染的常见炎症性疾病，给患者带来严重的不适感。VVC的发病除了念珠菌的毒力外，机体的固有免疫是否积极也是一个重要因素，而NLRP3炎症小体作为固有免疫的重要组成部分，影响着VVC的发病与否。方剂白头翁汤治疗VVC效果显著[24]。段强军等[25]实验发现，与正常组相比，VVC模型小组阴道组织中IL-1β、IL-18、NLRP3、ASC、Caspase-1的mRNA含量明显增加，结果具有统计学意义。经白头翁汤提取物作用后，再次与正常组对照，上述物质含量均明显下降，提示NLRP3炎症小体可以作为药物干预VVC的一个潜在靶点，但是其作用机制需要进一步的研究。

2.6 糖尿病及慢性并发症

糖尿病亦是当今社会的多发疾病之一，它有着多种并发症，如糖尿病视网膜病变，糖尿病足等，严重威胁着人类的生命健康。近年来有研究发现，在慢性高糖状态下葡萄糖、游离脂肪酸、尿酸等代谢应激均可激活 NLRP3炎症小体，尤其是2型糖尿病的发生发展，与NLRP3炎症小体密不可分，如今已经成为治疗糖尿病及慢性并发症的新靶点[26]。Wang C等[27]发现广泛存在于桑叶、槐角、菟丝子、柴胡等中药材中的有效成分槲皮素，有很强的抗炎作用和抗氧化应激作用。槲皮素作用于糖尿病肾病模型大鼠后，检测大鼠肾脏组织中的NLRP3、ASC和caspase-1，发现其表达明显下降，其结果具有统计学意义；槲皮素还具有调脂和降尿酸作用，进一步减轻了炎症反应和肾脏损害程度。另一方面，槲皮素还可抑制糖尿病合并非酒精性脂肪肝大鼠肝脏TXNIP过表达，抑制氧化应激反应的发生和NLRP3炎症小体的激活，从而减轻脂肪积聚，延缓了糖尿病并发的非酒精性脂肪肝的进展[28]。李海鸥[29]等利用参芍口服液 (丹参、黄芪、赤芍等) 作用于糖尿病肾病大鼠后发现，此口服液不仅能够降低糖尿病肾病大鼠血糖，具有减轻肾脏纤维化、保护肾功能，还能够抑制肾脏组织中的NLRP3、caspase-1、IL-1β的表达，这说明参芍口服液的作用机制可能是通过抑制了NLRP3炎症小体的相关表达。芒果苷作为中药知母的主要活性成分，不仅能够抗氧化和抗炎症反应的发生，还可降糖、调脂，实验证实，芒果苷能够通过下调高糖培养内皮细胞 IRE1α磷酸化而减少内质网应激，进而抑制TXNIP / NLRP3 炎症小体活化，促进血管内皮稳态，其作用可能与 AMPK 通路有关[30]。

3 小结

利用靶点治疗疾病是当今的研究热点，NLRP3炎症小体作为一种固有免疫组成成分，已成为众多炎症相关疾病如糖尿病并发症、肿瘤、抑郁症等治疗的新靶点,能够靶向NLRP3炎症小体的治疗药物对于疾病的治愈具有积极意义。中医药的治疗手法能够通过抑制NLRP3炎症小体的各个组成部分的功能，从而达到治疗疾病的目的，在当前的研究中已经取得了一些成果。但目前对于NLRP3炎症小体的研究还处于细胞与动物模型之中，缺乏客观有效的临床疗效评定准则。且中医药治疗是一个多靶点的过程，因此具体的机制还需要进一步深入研究进行明确。不过可以肯定的是，中医药具有干预NLRP3炎症小体的能力，而且是有巨大潜能的，应该把握时机，进行更深一步的研究，争取取得更多更有说服力的成果。