曹楊港,曾勝瀾,陳瑋鈺,譚利婷,毛德文

(1. 廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院,廣西 南寧 530001;2. 廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院,廣西 南寧 530001)

炎癥小體作為機(jī)體固有免疫系統(tǒng)的感受器,能夠識別病原相關(guān)分子模式(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)和損傷相關(guān)分子模式(damage-associated molecular patterns,DAMPs),并通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)誘導(dǎo)細(xì)胞活化,導(dǎo)致各種炎癥介質(zhì)及細(xì)胞因子的釋放,從而誘發(fā)炎癥反應(yīng)[1]。短期、恰當(dāng)、可控的炎癥反應(yīng)是機(jī)體天然免疫系統(tǒng)清除和抵御有害病原體或刺激及促進(jìn)損傷修復(fù)的有力武器,但長期、過度、失控的炎癥反應(yīng)可觸發(fā)自身免疫系統(tǒng)功能失控,反而造成機(jī)體組織、細(xì)胞損傷。核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3(Nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3,NLRP3)炎癥小體能夠?qū)碓磸V泛、成分和結(jié)構(gòu)各異的多種刺激因子作出反應(yīng),因此它的生物功能和涉及的疾病范圍也是所有炎癥小體中最為廣泛的,同時也是研究得最為廣泛、深入的炎癥小體[2]。肝臟作為人體重要的代謝器官和免疫器官,在維持機(jī)體代謝和免疫穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮著極其重要的作用。NLRP3炎癥小體的激活參與了肝臟的天然免疫防御反應(yīng),介導(dǎo)了細(xì)胞焦亡和炎癥反應(yīng),促進(jìn)了肝臟組織和細(xì)胞損傷的發(fā)生發(fā)展[3]。作為肝損傷治療重要的調(diào)控靶點,NLRP3炎癥小體的活化機(jī)制研究與靶向調(diào)控成為了近年來研究的熱點。

1 炎性小體NLRP3的構(gòu)成

炎癥小體是主要由受體蛋白NLRP3、接頭蛋白凋亡相關(guān)微粒蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing Caspase-recruitment domain,ASC)以及效應(yīng)蛋白含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate specific proteinase-1,Caspase-1)組成的多蛋白復(fù)合體。受體蛋白NLRP3依據(jù)蛋白的結(jié)構(gòu)和功能劃分為N端吡啶結(jié)構(gòu)域(pyrin domain, PYD)、中央核苷酸結(jié)合寡聚結(jié)構(gòu)域(nucleoside triphosphatase domain, NACTH)和C端富含亮氨酸的重復(fù)序列(leucine-rich repeat, LRR);位于N端的PYD區(qū)域可以與其他蛋白的PYD結(jié)構(gòu)域結(jié)合,形成PYD-PYD復(fù)合物,向下游傳遞信號,具有招募和連接作用[4];NACHT結(jié)構(gòu)域可與三磷酸腺苷結(jié)合,將其水解為二磷酸腺苷,釋放能量,并對NLRP3下游蛋白發(fā)揮重要調(diào)控功能;LRR區(qū)域富含高度保守的亮氨酸重復(fù)序列,具有正電性[5]。ASC 包含兩個重要的結(jié)構(gòu)域即PYD和Caspase募集結(jié)構(gòu)域(Caspase recruitment domain,CARD),起到了連接受體蛋白和效應(yīng)蛋白的橋梁作用,其N端PYD 結(jié)構(gòu)域與NLRP3的PYD結(jié)構(gòu)域結(jié)合并相互作用,C端的CARD結(jié)構(gòu)域招募含有 CARD結(jié)構(gòu)域的前體分子pro-Caspase-1,其自我剪切并活化為Caspase-1,最終組裝成NLRP3炎癥小體[6]。

2 NLRP3炎癥小體的激活機(jī)制

2.1NLRP3炎癥小體激活的啟動步驟 僅受到刺激因子的刺激并不足以誘導(dǎo)NLRP3炎癥小體的直接激活,其激活首先需要經(jīng)過啟動步驟。NLRP3蛋白主要在樹突狀細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞中表達(dá)[7],NLRP3在靜息狀態(tài)下保持不足以啟動炎癥小體激活的低表達(dá)水平,而白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-1β前體(pro-IL-1β)在靜態(tài)的免疫細(xì)胞中無結(jié)構(gòu)性表達(dá),免疫細(xì)胞必須首先暴露在啟動刺激下,例如Toll樣受體、NOD樣受體或細(xì)胞因子受體的配體中,轉(zhuǎn)錄因子核因子-κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)激活,從而上調(diào)NLRP3和pro-IL-1β的表達(dá)[8-9]。在啟動步驟中,ASC、pro-Caspase-1和IL-18前體(pro-IL-18)的表達(dá)水平不受影響[8]。此外,NF-κB信號通路的信號分子髓樣分化因子和β干擾素Toll/IL-1受體結(jié)構(gòu)域銜接蛋白也參與調(diào)節(jié)了對NLRP3和pro-IL-1β的誘導(dǎo),在啟動步驟中,細(xì)胞凋亡信號分子Caspase-8和FAS相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域蛋白也能上調(diào)NLRP3的表達(dá),而且它們的作用不依賴于其凋亡功能[10]。

2.2NLRP3炎癥小體激活的活化步驟 在外源性微生物及內(nèi)源性危險信號等刺激因子誘導(dǎo)下,NLRP3炎癥小體啟動各組分的招募、組裝與活化,此為NLRP3炎癥小體激活的第二步-活化步驟,NLRP3炎癥小體激活的活化步驟涉及的具體分子機(jī)制較為復(fù)雜,涉及離子調(diào)節(jié)、活性氧和線粒體功能障礙以及溶酶體損傷等。

2.2.1離子調(diào)節(jié) 大多數(shù)NLRP3炎癥小體的刺激因子都能引起K+外流,經(jīng)過刺激因子處理過的細(xì)胞中,K+外流是常見的離子事件,細(xì)胞質(zhì)內(nèi)K+的耗竭介導(dǎo)了暴露于NLRP3刺激因子(三磷酸腺苷或尼日利亞菌素)的巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞中IL-1β的成熟和釋放[11]。刺激因子激活嘌呤能受體家族中的配體門控離子通道P2X7受體后,細(xì)胞膜上的離子通道被打開,造成K+外流,Ca2+內(nèi)流,胞內(nèi)K+水平降低,并且募集半通道蛋白Pannexin-1,使得細(xì)胞膜上形成孔道,導(dǎo)致刺激因子直接進(jìn)入胞內(nèi),導(dǎo)致炎癥小體激活[12-13],而細(xì)胞內(nèi)Ca2+的增加會導(dǎo)致線粒體鈣過載,從而引起線粒體功能障礙,導(dǎo)致NLRP3炎癥體激活[14]。此外,研究發(fā)現(xiàn),NLRP3刺激因子單鈉尿酸在輸送到溶酶體后,使得細(xì)胞內(nèi)Na+內(nèi)流,引起細(xì)胞內(nèi)滲透壓升高,導(dǎo)致水分子內(nèi)流和細(xì)胞腫脹,進(jìn)而稀釋性地將K+濃度降低到90 mM閾值以下,從而誘導(dǎo)NLRP3炎癥小體激活[15]。研究發(fā)現(xiàn)[16-18],包括容積調(diào)控陰離子通道和細(xì)胞內(nèi)氯離子通道(chloride intracellular channels,CLICs)在內(nèi)的Cl-通道,參與了NLRP3炎癥體的激活,且Cl-通道阻滯劑氟芬那酸、甲芬那酸和5-硝基-2-苯甲酸可阻斷NLRP3炎癥體的激活,細(xì)胞內(nèi)CLIC1和CLIC4轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜上,可觸發(fā)Cl-外流,并通過促進(jìn)NLRP3與無絲分裂基因 A相關(guān)蛋白激酶7相互作用,參與NLRP3炎癥小體的激活[19]。目前Cl-外流如何促進(jìn)NLRP3與無絲分裂基因 A相關(guān)蛋白激酶7的相互作用以及各離子通道如何協(xié)作促進(jìn)炎癥小體活化,有待進(jìn)一步深入研究。

2.2.2活性氧(reactive oxygen species,ROS)與線粒體功能障礙 Pétrilli等[20]研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)NLRP3激活劑處理后,可檢測到胞漿內(nèi)ROS水平升高,還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶是胞漿ROS生成的主要來源,也是NLRP3炎癥小體激活的常見信號。在正常生理條件下,硫氧化還原蛋白(thioredoxin,TRX)與硫氧還蛋白互作蛋白(thioredoxin-interacting protein,TXNIP)結(jié)合,組成非活性復(fù)合物;當(dāng)ROS水平增加時,該復(fù)合物發(fā)生解離,TXNIP與NLRP3的LRR結(jié)構(gòu)域結(jié)合,進(jìn)而激活NLRP3,促進(jìn)其與ASC蛋白的結(jié)合,加速NLRP3炎癥小體完成組裝及激活的進(jìn)程[21-22]。線粒體功能障礙會導(dǎo)致氧化呼吸鏈抑制,引起線粒體ROS的產(chǎn)生,從而促進(jìn)NLRP3激活[23]。而線粒體ROS可以氧化線粒體DNA片段,氧化的線粒體DNA釋放至胞漿,可與NLRP3直接結(jié)合并相互作用,最新研究[24]發(fā)現(xiàn)其是NLRP3炎癥小體激活所必需的條件。此外,線粒體內(nèi)膜的主要磷脂心磷脂[25]、外膜的跨膜蛋白線粒體融合蛋白2[26]以及信號調(diào)節(jié)因子線粒體抗病毒信號蛋白[27]也被報道參與了NLRP3炎癥小體的激活。

2.2.3溶酶體破裂 溶酶體是由厚約7～10 nm的單層膜包被的囊狀結(jié)構(gòu)細(xì)胞器,直徑約0.2～0.8 μm,內(nèi)含可分解內(nèi)源性和外源性大分子物質(zhì)的水解酶,組織蛋白酶(cathepsins,CTS)是溶酶體內(nèi)含量最豐富的水解酶之一。NLRP3刺激因子二氧化硅、尿酸鈉晶體、β-淀粉樣蛋白等顆粒物質(zhì)被吞噬細(xì)胞內(nèi)吞后,會導(dǎo)致溶酶體膜損壞破裂,釋放CTS[28],CTS的釋放可能導(dǎo)致質(zhì)膜通透性增加或離子通道激活,從而導(dǎo)致K+外流,介導(dǎo)下游的NLRP3炎癥小體激活[13],還可能通過促進(jìn)ROS生成來誘導(dǎo)炎癥小體的激活[29]。有報道稱,溶酶體CTSB的釋放是IL-1β釋放的必要條件[30];經(jīng)CTSB抑制劑處理過的巨噬細(xì)胞中,由顆粒物質(zhì)激活的NLRP3炎癥小體的激活被抑制[31]。除CTSB外,組織蛋白酶C、L、S和Z在被三磷酸腺苷、單鈉尿酸鹽或細(xì)菌成分等激活后,也單獨或協(xié)同參與了NLRP3炎癥小體的激活[32],但是如何單獨或協(xié)同促進(jìn)NLRP炎癥小體激活的機(jī)制尚未明確。此外,最新研究發(fā)現(xiàn)暴露于刺激因子中后,高爾基體反面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)會特異性解體,誘導(dǎo)處于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)的NLRP3轉(zhuǎn)運和聚集,并進(jìn)一步去泛素化和乙?；?從而促進(jìn)炎癥小體的組裝與激活[33]。一旦NLRP3炎癥小體組裝完成并激活,將主要通過以下方式誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)和細(xì)胞焦亡,一方面,pro-Caspase-1自我切割和激活為Caspase-1,Caspase-1進(jìn)一步切割無活性的IL-1β和IL-18前體,促進(jìn)炎癥因子IL-1β和IL-18的成熟與活化,觸發(fā)相關(guān)信號通路,進(jìn)而促進(jìn)IL-6、IL-8、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)等多種炎癥因子、黏附分子和趨化因子分泌,招募炎癥細(xì)胞,誘導(dǎo)“瀑布式”炎癥級聯(lián)反應(yīng)[34];另一方面,活化的Caspase-1還可切割打孔蛋白消皮素D(gasdermin D,GSDMD),并釋放其N端結(jié)構(gòu)域,與細(xì)胞膜上的磷脂蛋白結(jié)合,形成孔隙,導(dǎo)致細(xì)胞腫脹和胞膜破裂,介導(dǎo)包括IL-1β和IL-18在內(nèi)的細(xì)胞內(nèi)容物的釋放,誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)和細(xì)胞焦亡[35]。最新研究[36]發(fā)現(xiàn),建立敲除GSDMD的NLRP3突變小鼠模型后,經(jīng)刺激因子脂多糖處理后,仍可分泌大量IL-1β和IL-18,并且誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡;進(jìn)一步的機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)在GSDMD缺失時,NLRP3炎癥小體激活觸發(fā)了Caspase-8/3通路,并切割了另一個消皮素家族成員Gasdermin E,介導(dǎo)炎癥因子釋放,誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡。

3 NLRP3炎癥小體在肝損傷中的作用

在肝臟疾病、藥物和化學(xué)因素、膿毒癥、肝臟缺血再灌注損傷(hepatic ischemia/reperfusion injury,HIRI)等多種原因誘發(fā)的肝損傷中,NLRP3炎癥小體激活均發(fā)揮了重要作用。Wree等[37]的研究發(fā)現(xiàn),NLRP3炎癥小體過度激活的小鼠肝組織pro-IL-1β、ASC、Caspase 1、TNF-α表達(dá)增加,且發(fā)生了中性粒細(xì)胞浸潤的嚴(yán)重炎癥,此外,細(xì)胞染色結(jié)果提示合并存在嚴(yán)重的肝細(xì)胞焦亡。NLRP3有助于維持腸道內(nèi)環(huán)境平衡和調(diào)節(jié)腸道微生態(tài),在原發(fā)性硬化性膽管炎誘發(fā)的膽汁淤積性肝損傷中,其機(jī)制除了膽汁淤積造成直接的肝細(xì)胞損傷外,還包括膽汁酸代謝變化影響到腸肝循環(huán),從而打破腸道微生態(tài)的穩(wěn)態(tài),誘發(fā)腸道菌群失調(diào),引起腸屏障功能障礙,增加細(xì)菌移位,內(nèi)毒素進(jìn)入門靜脈后,顯著激活肝臟中NLRP3炎癥小體,導(dǎo)致肝損傷加重[38]。也有研究[39]發(fā)現(xiàn),在急、慢性膽汁淤積性肝損傷中,炎癥小體的活化有著截然不同的作用,炎癥小體激活可拮抗急性膽汁淤積性肝損傷,但卻加重慢性膽汁淤積性肝損傷。戊型肝炎病毒感染可誘導(dǎo)IL-1β的產(chǎn)生顯著增加,促進(jìn)病毒復(fù)制并拮抗干擾素反應(yīng),造成肝細(xì)胞損傷,其機(jī)制與激活NF-κB信號通路,從而誘導(dǎo)NLRP3炎癥小體激活有關(guān)[40]。碲化鎘量子點作為重要的成像和藥物傳遞工具,肝臟是其進(jìn)入體內(nèi)的主要積聚器官,當(dāng)肝細(xì)胞暴露于遠(yuǎn)低于致死劑量的碲化鎘量子點時,會在肝細(xì)胞中發(fā)生局部積累,并伴有細(xì)胞炎癥損傷和壞死,作用機(jī)制與其誘導(dǎo)ROS產(chǎn)生,從而觸發(fā)NF-κB介導(dǎo)的NLRP3炎癥小體激活有關(guān)[41]。鎘元素的過量攝入會造成肝臟損傷,在肝組織中檢測到TNF-α、單核細(xì)胞趨化蛋白-1、促炎細(xì)胞因子(IL-1α、IL-1β和IL-18)、NLRP3、ASC、Caspase 1的表達(dá)及TUNEL染色陽性細(xì)胞均明顯增加,說明其致肝損傷的機(jī)制與激活NLRP3炎癥小體誘發(fā)炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡增加相關(guān)[42]。過量的對乙酰氨基酚(APAP)會導(dǎo)致嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)與大量的肝細(xì)胞壞死,經(jīng)過量APAP處理過的小鼠模型,IκB 激酶復(fù)合體表達(dá)、NF-κB轉(zhuǎn)錄及易位、NLRP3和Caspase-1的表達(dá)顯著增加,同時程序性細(xì)胞死亡的標(biāo)志物磷酸化混合系激酶區(qū)域樣蛋白表達(dá)增加,說明APAP通過NF-κB/NLRP3激活炎癥小體并啟動程序性細(xì)胞死亡造成肝損傷[43]。最新研究[44]發(fā)現(xiàn),暴露于過量APAP中時,線粒體自噬會增加并通過抑制NLRP3炎癥小體活化來拮抗APAP誘導(dǎo)的小鼠急性肝損傷。肝臟是膿毒癥急性期最常受損的靶器官之一,膿毒癥并發(fā)肝損傷臨床常見,Chen等[45]研究發(fā)現(xiàn),膿毒癥肝損傷小鼠肝組織Caspase 1、NLRP3、IL-1β和IL-18表達(dá)顯著增加,致肝損傷機(jī)制可能與激活NLRP3炎癥小體加劇肝細(xì)胞凋亡有關(guān)。HIRI是失血性休克及肝部分切除、肝移植等肝臟外科手術(shù)的常見并發(fā)癥。HIRI發(fā)生后,會誘導(dǎo)DAMPs產(chǎn)生,并與枯否細(xì)胞中的 Toll樣受體結(jié)合,增加線粒體 ROS 的產(chǎn)生,還會導(dǎo)致CTSB釋放,從而激活NLRP3炎癥小體加重肝損傷;而NLRP3的敲除可減少中性粒細(xì)胞向缺血性肝組織的浸潤,減少炎癥損傷[46]。NLRP3炎癥小體的過度激活在肝損傷中發(fā)揮了重要作用,炎癥小體過度激活后,往往伴有肝臟的炎癥反應(yīng)加重,細(xì)胞焦亡及細(xì)胞凋亡增多,NLRP3炎癥小體及相關(guān)信號通路作為肝損傷的重要靶點,對其進(jìn)行深入研究有助于為肝損傷的防治尋求新的切入點和突破口。

4 靶向調(diào)控NLRP3及相關(guān)信號通路拮抗肝損傷

4.1中藥單體 紅景天具有益氣活血、通脈平喘之效,《神農(nóng)本草經(jīng)》謂其可“主大熱,火瘡,身熱煩,邪惡氣”。紅景天苷是其提取物,具有清除自由基、調(diào)節(jié)免疫、抗脂質(zhì)過氧化、抗衰老的藥理作用;紅景天苷可降低凋亡相關(guān)蛋白Caspase-3,8,9和B淋巴細(xì)胞瘤-2基因相關(guān)X蛋白表達(dá),上調(diào)抗凋亡蛋白B淋巴細(xì)胞瘤-2基因表達(dá);增加抗氧化酶如谷胱甘肽(glutathione,GSH)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和過氧化氫酶(catalase,CAT)活性,降低氧化應(yīng)激標(biāo)志物丙二醛(malonic dialdehyde,MDA)和促炎細(xì)胞因子TNF-α、IL-6 mRNA的水平,抑制細(xì)胞色素P450 2E1的表達(dá),下調(diào)了NLRP3、ASC、Caspase-1和IL-1β的表達(dá),通過抑制NLRP3炎癥小體激活,緩解氧化應(yīng)激、減輕炎癥反應(yīng)、減少細(xì)胞凋亡,呈劑量依賴性地減輕四氯化碳(CCl4)誘導(dǎo)的小鼠急性肝損傷[47]。還可通過增加Beclin-1蛋白表達(dá),降低P62蛋白表達(dá),增加自噬,抑制NLRP3的活化[48]。

《本草拾遺》認(rèn)為黃櫨可以“除煩熱,解酒疸,療目黃”。漆黃素是中藥黃櫨的提取物,具有抗氧化、抗炎、抗腫瘤的藥理作用;漆黃素可增加HIRI小鼠肝臟中磷酸化糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)、磷酸化腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate activated protein kinase,AMPK)蛋白表達(dá),下調(diào)NLRP3炎癥小體相關(guān)蛋白(NLRP3、cleaved Caspase-1、IL-18和 IL-1β)表達(dá)和 NLRP3的mRNA 表達(dá),減少血清炎癥因子IL-1β、IL-18 和 TNF-α的釋放,通過調(diào)控GSK3β/AMPK/NLRP3信號通路,減少炎癥反應(yīng),從而減輕了HIRI[49]。

冬凌草有清熱解毒、活血止痛的功效。冬凌草素是從其中提取的活性成分,具有抗炎、調(diào)節(jié)免疫、抗腫瘤、解痙的藥理作用,研究發(fā)現(xiàn),冬凌草素顯著降低了急性肝損傷小鼠血清中TNF-α、IL-1β和IL-6等促炎細(xì)胞因子水平,同時顯著降低了NLRP3、Caspase-1、IL-18和IL-1β等NLRP3炎癥小體相關(guān)蛋白的表達(dá),其減輕急性肝損傷的機(jī)制可能與抑制NLRP3炎癥小體相關(guān)信號通路,減少肝臟炎癥反應(yīng)相關(guān)[50]。

中藥大黃具有清熱瀉火、涼血解毒的功效。大黃素甲醚是中藥大黃的提取物,研究發(fā)現(xiàn),大黃素甲醚可降低藥物性肝損傷小鼠血清AST、ALT水平,改善肝臟組織病理改變,降低肝組織MDA水平,高遷移率族蛋白B1(high mobility group protein 1,HMGB1)、NLRP3、Caspase-1蛋白和mRNA表達(dá)量,IL-1β、IL-18 mRNA表達(dá)量,顯著提升肝組織GSH活性。其對藥物性肝損的保護(hù)作用可能與其下調(diào)HMGB1/NLRP3炎性小體信號通路抑制炎癥小體激活,緩解氧化應(yīng)激,減少炎癥反應(yīng)有關(guān)[51]。

中藥姜黃具有破血行氣、通經(jīng)止痛之效。姜黃素是其提取物,具有抗炎、抗氧化、抗腫瘤、抗纖維化、降脂的藥理作用;研究發(fā)現(xiàn),應(yīng)用姜黃素治療后,黃曲霉素B1誘導(dǎo)的肝損傷小鼠的轉(zhuǎn)氨酶顯著下降,組織病理改變改善;肝組織的NLRP3、Caspase-1和細(xì)胞焦亡相關(guān)蛋白GSDMD表達(dá)降低,血清炎癥因子IL-1β、IL-18釋放減少,谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、SOD和CAT活性均升高,MDA含量顯著降低,核因子-E2相關(guān)因子2(nuclear factor-E2 related factor 2,Nrf2)的表達(dá)上調(diào),通過抑制NLRP3炎癥小體激活和Nrf2信號通路緩解氧化應(yīng)激,減少炎癥反應(yīng)和細(xì)胞焦亡來減輕肝損傷[52]。

金銀花和菊花都具有清熱解毒、疏散風(fēng)熱之效。木犀草素是中藥金銀花、菊花的提取物,具有抗炎、抗過敏、抗病毒等藥理作用;研究發(fā)現(xiàn),其可明顯改善脂多糖誘導(dǎo)的急性肝損傷小鼠的肝臟組織病理改變,降低轉(zhuǎn)氨酶水平,顯著降低了MDA水平,誘導(dǎo)型一氧化氮合酶、TXNIP、NF-κB p65的表達(dá)和TNF-α、IL-10、IL-6、IL-1β、IL-18的mRNA的表達(dá),同時抑制了NLRP3、ASC、Caspase-1的表達(dá),顯著增加了GSH、SOD的水平和Nrf2蛋白表達(dá),其機(jī)制與調(diào)控TXNIP/NLRP3炎癥小體信號通路,緩解氧化應(yīng)激,減少炎癥反應(yīng)相關(guān)[53]。

可靶向調(diào)控NLRP3炎癥小體發(fā)揮護(hù)肝作用的中藥單體大都具有清熱解毒、活血行氣之效,今后可注重對此類中藥單體的護(hù)肝臨床療效及作用機(jī)制的研究與探討;把握炎癥小體活化的合理區(qū)間,探究最佳療效劑量,實現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控;著眼于炎癥小體活化的機(jī)制及相關(guān)靶點研究新進(jìn)展,全面闡釋中藥單體調(diào)控炎癥小體的科學(xué)內(nèi)涵。

4.2中藥復(fù)方 茵陳芍甘湯是由茵陳蒿湯合芍藥甘草湯合方而成,具有清熱解毒、利濕退黃、柔肝緩急之效。研究發(fā)現(xiàn),茵陳芍甘湯可降低內(nèi)毒素性急性肝損傷大鼠血清中促炎細(xì)胞因子IL-1β水平以及肝組織Caspase-1、Cryopyrin蛋白的表達(dá)水平,減少肝組織炎癥細(xì)胞浸潤,改善肝臟組織病理改變,可能是通過抑制NLRP3 炎癥小體過度活化,減少炎癥反應(yīng)發(fā)揮保護(hù)肝細(xì)胞的作用[54]。

扶正養(yǎng)肝合劑由當(dāng)歸、五味子、枸杞、蟲草菌絲組成,具有補氣養(yǎng)血、扶正固本之效;研究發(fā)現(xiàn),其可改善急性肝損傷小鼠肝臟組織病理改變,減少巨噬細(xì)胞浸潤;降低MDA并提高GSH水平和抗氧化能力指數(shù);減少血清炎癥因子IL-1β和TNF-α的釋放及肝細(xì)胞凋亡;下調(diào)肝臟中NLRP3炎癥小體的組成成分Caspase-1和IL-1β的表達(dá),其護(hù)肝作用機(jī)制與抑制 NLRP3 炎癥小體激活,降低氧化應(yīng)激,減輕炎癥反應(yīng),減少細(xì)胞凋亡相關(guān)[55]。

健脾理氣方由黃芪、白術(shù)、薏苡仁、白芍、神曲、云苓、法半夏、柴胡、郁金組成,具有補益正氣、健脾祛濕、疏肝理氣、散結(jié)消痞的功效,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)預(yù)測和動物實驗發(fā)現(xiàn),其可改善急性肝損傷大鼠的肝臟組織損傷,顯著降低血清ALT、AST、GGT、IL-18、NF-κB水平,下調(diào)肝組織NLRP3、ASC、Caspase-1表達(dá),其拮抗肝損傷的分子機(jī)制可能與抑制NF-κB/NLRP3信號通路,從而抑制NLRP3炎癥小體過度激活,減少炎癥反應(yīng)有關(guān)[56]。

降脂顆粒由絞股藍(lán)、虎杖、丹參、茵陳、荷葉組成。研究發(fā)現(xiàn),其可顯著改善脂毒性肝損傷小鼠的組織病理改變,降低肝組織NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18、解偶聯(lián)蛋白2的mRNA表達(dá)水平及cleaved-Caspase-1與pro-Caspase-1蛋白表達(dá)比值,同時c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)和c-Jun蛋白表達(dá)受到明顯抑制,其分子機(jī)制可能是降低解偶聯(lián)蛋白2表達(dá)及抑制JNK/c-Jun信號通路激活,從而抑制NLRP3炎癥小體的激活,減少炎癥反應(yīng)有關(guān)[57]。

綜上,中藥復(fù)方大都兼顧扶正與祛邪,啟示我們在治療肝損傷時,應(yīng)該考慮其病機(jī)以虛實夾雜為主,遣方用藥應(yīng)注意補虛泄實并重,注重恢復(fù)臟腑功能的陰陽平衡,達(dá)到“陰平陽秘,精神乃至”的理想狀態(tài),這與調(diào)控NLRP3炎癥小體,從而將天然免疫系統(tǒng)及炎癥反應(yīng)水平控制在合理可控區(qū)間的平衡狀態(tài)的西醫(yī)作用機(jī)制相契合;中藥復(fù)方具有多靶點、多層次、多效應(yīng)的特點,目前針對中藥復(fù)方的研究相對較少,今后加強(qiáng)對中藥復(fù)方的研究,注重闡明調(diào)控NLRP3機(jī)制的同時,還應(yīng)加強(qiáng)不同靶點及通路間協(xié)同串聯(lián)作用的研究及安全性研究。

5 小結(jié)與展望

近年來,NLRP3炎癥小體相關(guān)研究的進(jìn)展與突破,有助于闡明其在肝損傷中的作用機(jī)制和尋找新的藥物靶點;也為肝損傷的中醫(yī)藥防治提供了科學(xué)依據(jù)。今后應(yīng)進(jìn)一步深化對炎癥小體激活機(jī)制的研究,探究更多調(diào)控炎癥小體激活的藥物靶點,推動新型藥物研發(fā)與應(yīng)用;炎癥小體激活是一把雙刃劍,合理可控的激活有助于清除和抵御有害物質(zhì)以及促進(jìn)組織修復(fù),下一步的研究需探究NLRP3炎癥小體激活的合理區(qū)間,開發(fā)新型靶向調(diào)控藥物,明確兼顧安全性與療效的最佳劑量,揚長避短,做到精準(zhǔn)調(diào)控?？砷_展基于NLRP3炎癥小體的藥物肝毒性研究,推動藥物毒理學(xué)及臨床用藥安全性研究的開展?？蛇M(jìn)一步深入開展對包括中藥單體、中藥復(fù)方在內(nèi)的天然藥物NLRP3炎癥小體抑制劑的研究,探討和闡釋不同中藥功效與調(diào)控NLRP3炎癥小體的聯(lián)系,發(fā)掘、篩選及組合更加優(yōu)質(zhì)高效的藥物,為肝損傷防治提供更多藥物選擇。深度結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、生物信息學(xué)、多組學(xué)技術(shù)、動物實驗,探討炎癥小體在肝損傷中的作用機(jī)制,驗證與闡釋中醫(yī)藥調(diào)控NLRP3炎癥小體及相關(guān)信號通路的拮抗肝損傷的科學(xué)內(nèi)涵,推動肝損傷防治的科學(xué)研究與臨床的進(jìn)步。

利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。