NLRP3炎癥小體對口腔鱗狀細胞癌作用的研究進展*

張倩雨，肖莉，彭艷霜，劉英

（川北醫學院 口腔醫學系，四川 南充637000）

腫瘤相關性炎癥在癌癥的發生、發展過程中起著至關重要的作用[1-7]，并被稱為惡性腫瘤的第七大生物學特征[8]。慢性炎癥一方面主要通過調控NF-κB-IL-6-STAT 信號通路在腫瘤發生、發展、遷移和侵襲的過程中發揮著重要的作用[9-11]；另一方面，其可招募免疫細胞和炎癥細胞到腫瘤組織，隨著腫瘤的進展，這些細胞由抑制和免疫監視的作用逐步演變為促進腫瘤細胞增殖的作用[12]。慢性炎癥還可通過增加DNA 損傷率，破壞DNA 修復機制，導致基因的不穩定性和產生突變[13]。

口腔癌癥的發病率比較高，居于全身惡性腫瘤發病率的第6 位，其中90%為口腔鱗狀細胞癌（oral squamous cell carcinoma, OSCC）[14]，預后較差，但目前其發病機制尚未明確。口腔作為一個有700多種微生物定植的微環境，長期處于有致病菌的炎癥環境狀態下，炎癥小體與口腔疾病的發生、發展密切相關[15-16]。NLRP3 炎癥小體作為核苷酸結合寡聚化結構域樣受體（NLRs）家族中的核心蛋白，是機體固有免疫系統的一員，其異常激活與各種慢性炎癥、線粒體疾病及腫瘤都有一定的聯系[17-18]。現有研究表明，NLRP3 炎癥小體與人體內不同腫瘤的進展過程密切相關[19-24]，其活化后可以促進肺癌A549 細胞的增殖和遷移[24]；但與非癌性肝組織相比，其在肝癌組織中的表達卻明顯降低，且其表達量與肝癌的病理類型及分期相關[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、溶酶體的不穩定及破裂和線粒體活性氧的產生等分子機制有關[18]，且在轉錄與逆轉錄水平方面都有一定的調節作用。其激活需要2 種信號，第一信號通過TLR/NF-κB 信號通路上調NLRP3 炎癥小體的表達；第二信號由來源于病菌、大量的穿孔素、ATP、粒子的結晶和集聚等的病原體相關分子模式（PAMPs）和損傷相關分子模式（DAMPs）轉換而來，在受到危險信號刺激時，NLRP3 的LRR 域與ASC 的PYD 域相互作用，通過ASC 招募pro-Caspase-1，產生Caspase-1 的活化和級聯放大反應，進而使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自我催化和激活誘導細胞凋亡[17-18，26-27]。此外，在NLRP3 炎癥小體的非典型活化途徑中，革蘭陰性菌的胞內脂多糖通過觸發Caspase-11，進而活化NLRP3 炎癥小體，誘導細胞焦亡[28-30]。

2 NLRP3 炎癥小體在OSCC 發生、發展中的作用

2.1 NLRP3炎癥小體在OSCC中的作用

相關研究表明，NLRP3 炎癥小體在OSCC 中的表達顯著升高[31-36]，且其表達量與腫瘤分期、淋巴結轉移情況有關[31]，但與HPV 感染無明顯相關性[35]；NLRP3 的激活促進OSCC 細胞的增殖、遷移和侵襲[31]以及OSCC 的形成[32]。有學者認為該炎癥小體通過NLRP3 炎癥小體/IL-1β 信號通路促進抗腫瘤免疫反應[34-35]，從而在OSCC 中發揮關鍵的作用。為進一步探究NLRP3 炎癥小體在OSCC 中的相關作用機制，BAE 等[33]針對嘌呤能受體P2X7（P2X7R）與NLRP3 炎癥小體在OSCC 發生、發展過程中的相互作用進行了研究，發現ATP 分子引發激活NLRP3炎癥小體后，P2X7R 作為一個細胞毒性通道，兩者的高表達共同激活NLRP3 炎癥小體信號通路，促進了OSCC 的發生和發展，且兩者的高表達與OSCC患者的預后相關； 而FENG 等[36]研究表明microRNA-22 在OSCC 中表達降低，且與NLRP3 的表達呈負相關，認為microRNA-22 可能通過靶向NLRP3 炎癥小體在OSCC 中發揮抑制作用，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 的進展過程中尤為關鍵，但目前對ASC 在OSCC 中的作用尚有爭論。WU 等[37]首次報道ASC 參與OSCC 的轉移，研究發現，ASC 同NLRP3、Caspase-1 和IL-1β 在OSCC 組織中表達均顯著升高，且ASC 的高表達與腫瘤分期、淋巴結分期、腫瘤深度等顯著相關，其高表達也可作為OSCC 患者預后不良的標志。然而SHIMANE 等[38]卻認為雖然ASC 表達與臨床腫瘤分期、侵襲方式等均有顯著相關性，但其可能在OSCC 細胞分化和凋亡中發揮調節作用，誘導細胞凋亡，抑制OSCC 細胞的存活，因此ASC 的低表達與OSCC 的預后不良有關。因此，對于ASC 在OSCC 發生、發展過程中的具體作用及其機制，還需進一步探索研究。

2.2 NLRP3 炎癥小體激活IL-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，通過發現IL-1β 或IL-18 對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 信號通路在其中的作用機制。

相關研究證實，OSCC 中IL-1β 表達升高，促進了OSCC 細胞的發生和發展，但其研究的作用機制不同，CHEN 等[39]發現，IL-1β 可以通過上調Grx1的表達，協調OSCC 細胞內活性氧的水平，從而參與OSCC 細胞的侵襲與遷移；WU 等[40]認為，腫瘤來源的IL-1β 通過增強基質糖酵解、誘導腫瘤間質轉化過程中的單向乳酸流動，從而促進OSCC 細胞的增殖；而LEE 等[41]學者研究發現，經過煙草和檳榔相關的致癌物刺激后，OSCC 中IL-1β 的分泌增加，引起Akt 信號通路的失調，從而使IL-6、IL-8和生長調節致癌基因α 分泌增加，并通過上皮間充質轉化促進了OSCC 的侵襲與發展。

唾液作為OSCC 生活的外部環境，腫瘤細胞分泌的某些可溶性蛋白直接進入唾液中，因此，檢測唾液中OSCC 標志物含量可能比檢測血清更敏感、更具有特異性[42-43]。唾液也因其易獲得、無創性、患者易于接受、可反復采集及便于保存等優勢，使尋找唾液中OSCC 的標志物成為研究熱點。在KAMATANI 等[44]的研究中發現，OSCC 患者靜息唾液中術前、術后的IL-1β 含量變化有顯著差異，這提示OSCC 患者唾液中IL-1β 含量的變化可用來早期預測和診斷OSCC。

LI 等[45]研究發現，IL-18 的過表達可以通過Wnt/β-連環蛋白信號通路促進腫瘤細胞上皮間充質轉化，誘導OSCC 細胞的侵襲和轉移；也可通過激活糖原合成激酶3β 信號通路降低舌鱗癌細胞的存活率，誘導細胞凋亡[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-氟尿嘧啶的持續給藥，使腫瘤細胞對其產生耐藥性，明顯減弱了該藥對OSCC 的治療效果，因此，探究OSCC 細胞耐藥性的分子機制，有助于改善并制定更有效的治療方案。有研究表明，經5-氟尿嘧啶治療后，細胞內活性氧可以激活OSCC 細胞中NLRP3 炎癥小體并使其表達增加，而NLRP3 炎癥小體的高表達與經5-氟尿嘧啶治療后OSCC 患者的臨床預后不良有關，反之，NLRP3 炎癥小體的表達量減少可以增強5-氟尿嘧啶在體內的抗腫瘤作用[47]。因此，在5-氟尿嘧啶治療OSCC 的過程中，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 的預后較差，5年生存率僅有50%，但目前其治療以手術為主，輔以放化療，因此，防治OSCC 患者術后并發癥可以提高患者生活質量，減輕患者痛苦。口腔黏膜炎是一種較為常見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，但目前尚無有效的治療方法[48]。ORTIZ 等[49]針對NLRP3 炎癥小體對口腔黏膜炎的作用進行了研究，并評估了褪黑素對該疾病的作用。該研究發現，線粒體氧化應激、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生、發展，褪黑激素凝膠可以保護線粒體免受輻射損傷，弱化了NF-κB/NLRP3 炎癥小體信號通路的激活，應用褪黑激素凝膠可以恢復舌內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用褪黑素，預防口腔黏膜炎的發生。

3 結語

綜上所述，NLRP3 炎癥小體在OSCC 的發生發展、藥物治療及放化療術后反應中均起著重要作用，但其更深入的作用機制、信號通路有待進一步研究。同時，NLRP3 炎癥小體在OSCC 患者中表達量的變化是否可作為早預測、早診斷OSCC 的生物學指標，仍需要更多的基礎和臨床研究進一步證實。