細胞焦亡與相關疾病的中醫藥干預研究進展*

李彥龍，李斌儒，任彥彥，常利軍，田旭東，俞小艷，李生財，孫 平，劉順慶，康萬榮

1 甘肅省中醫院，甘肅 蘭州 730050；2 中國人民解放軍聯勤保障部隊第九四〇醫院；3 慶陽市中醫院；4 甘肅省疾病預防控制中心；5 甘肅中醫藥大學

細胞焦亡是繼細胞壞死、凋亡等后新發現的一種新型細胞程序性死亡方式，不同于細胞凋亡，其自殺囊括著細胞膜孔形成、水分內流、胞體腫脹、胞膜裂解，促炎因子白細胞介素1β(interleukin-1β，IL-1β)、白細胞介素18（interleukin-18，IL-18）釋放，募集、擴大炎性反應等一系列環節［1］。自COOKSON B T等［2-3］發現、命名迄今，學術界對其信號通路、分子機制及其與相關疾病的關系等開展了大量研究工作，已有研究表明焦亡廣泛參與感染性、免疫性、代謝性、神經炎性、心腦血管性、腫瘤［4-9］等多類疾病的發病、進展與愈后，其中不乏中醫藥探索研究。現就細胞焦亡在一些疾病中的作用機制及中醫藥干預研究進行綜述：

1 細胞焦亡簡述

細胞焦亡的最新定義為：一種由炎性半胱天冬氨酸蛋白酶（cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase）如Caspase-1/4/5/11 活化介導的調節性細胞死亡，Gasdermin 蛋白家族成員形成質膜孔是其關鍵過程［10］，屬細胞主動性死亡方式，也是裂解性死亡與炎癥死亡方式，其發生以細胞破裂解體，炎性介質等內容物釋放，引發炎癥級聯反應為主要特征［11-12］。學術界普遍認為細胞焦亡的途徑有兩種，即由Caspase-1 激活介導的經典途徑與Caspase-4/5/11 激活介導的非經典途徑。經典途徑：病原微生物等侵襲機體細胞后，胞內模式識別受體核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白（nucleotide-binding oligomerization domain，leucine rich repeat and pyrin domain containing proteins，NLRP）家族中的NLRP3炎癥小體等與配體結合，斑點樣蛋白（apoptosis-associated speck-like protein，ASC）銜接NOD 樣受體（nod-like receptors，NLRs）與Caspase-1 前體（pro-Caspase-1）組成炎性小體，促使Caspase-1活化，活化的Caspase-1一方面切割GSDMD 蛋白，促使GSDMD-N 膜孔形成，細胞破裂死亡，焦亡發生［13］；另一方面剪切IL-1β與IL-18前體，促進IL-1β與IL-18 的成熟和釋放，吸引更多炎癥因子，炎性反應進一步擴大化［14］。非經典途徑與經典途徑焦亡發生的總體反應步驟大致相同，不同之處是Caspase-4/5/11 直接由革蘭陰性菌脂多糖刺激活化。

2 相關疾病的中醫藥干預

2.1 消化系統疾病唐標等［15］研究發現降脂理肝湯（郁金、海藻、決明子、荷葉、丹參、澤瀉）對非酒精性脂肪肝（non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD）的作用機制與其干預細胞焦亡的非經典途徑相關：可下調大鼠肝臟組織中GSDMD、GSDMD-N、Caspase-11 及炎性因子IL-1β、IL-18 等的表達；郝媛媛等［16］研究顯示津力達顆?？上抡{焦亡信號通路蛋白及基因（NLRP3，Caspase-1，P20，IL-1β）的量而抑制焦亡，發揮對NAFLD 大鼠的治療作用。陳末等［17］研究認為滅幽湯（黃芩、蒲公英、三七、青皮、白及、烏賊骨、陳皮）對HP 相關性胃炎（脾胃濕熱證）的作用機制與本湯藥可調控細胞自噬與焦亡密切相關：相較于復合病因造模組，滅幽湯組胃炎鼠胃組織中細胞自噬調節蛋白雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）含量降低，從而促使細胞自噬，且NLRP3 與Caspase-1 蛋白水平也降低，進而抑制細胞焦亡。黎思欣［18］發現潰結靈能夠干預Caspase-1 介導的細胞焦亡通路：抑制Caspase-1 活化→阻礙GSDMD剪切→減輕IL-1β、IL-18 生產與釋放→減少焦亡；曾于恒等［19］發現白芍七物顆粒（白芍、黃芩、黃連、黃柏、當歸、木香、大腹皮）能下調UC 大鼠結腸組織中焦亡相關因子與蛋白（NLRP3、Caspase-1、ASC、IL-1β、IL-18）mRNA 表達量及IL-1β、IL-18 水平；陳良榮等［20］運用健脾清熱活血方（白芍、救必應、水蛭、三七、冰片、白術、馬齒莧、炙甘草）治療UC，顯示患者NLRP6、Caspase-1及IL-18的基因表達及陽性細胞分布面積水平均下降。上述這些基因及因子廣泛介導及參與細胞焦亡的發生發展。

2.2 風濕性疾病范萍等［21］發現滋陰清熱方（山萸肉、生地黃、茯苓、澤瀉、牡丹皮、青蒿、甘草）作用下的狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE）小鼠腎組織IL-1β蛋白及mRNA 表達下調；該課題組的另外兩項相關研究［22-23］表明該中藥組方能夠減輕焦亡釋放因子IL-1β水平，因此細胞焦亡極可能參與SLE 的發生及病情進展，而滋陰清熱中藥可干預SLES 鼠腎組織細胞焦亡及減輕后續炎性反應而改善腎組織炎癥。石尉宏等［24］以NALP3 炎性體信號通路相關蛋白及因子（NALP3、ASC、Caspase-1 及IL-1β）為檢測指標探究清熱除痹方（穿破石、尋骨風、知母、青風藤、蒼術）對痛風性關節炎（gouty arthritis，GA）的作用機理，推斷其通過抑制NALP3 裝配體相關組分形成（ASC、Caspase-1），抑制NALP3 炎性體信號通路激活，減少焦亡，減輕關節炎性反應；張曉熙等［25］應用加味三妙丸治療GA，得出與石尉宏團隊相似的結論；另外有研究［26］發現火針對GA 大鼠滑膜組織中NALP3、IL-1β水平有負向調節作用。

2.3 神經系統疾病李曉寧等［27］發現夾脊電針刺激（雙側T9、T11 節段夾脊穴）可減緩急性脊髓損傷大鼠損傷脊髓組織細胞焦亡進程，抑制NLRP3信號識別體活化，阻礙接頭蛋白ASC與Caspase-1前體結合。姜婧［28］研究表明夾脊電針（百會、印堂、人中）干預對老年癡呆（Alzheimer's disease，AD）鼠海馬區NLRP3、ASC、Caspase-1 的生成及IL-1β釋放起抑制作用；何玲玲［29］發現加味不忘散（人參、白術、遠志、茯神、石菖蒲、黃連、茯苓、當歸）對AD 鼠海馬區NLRP3、Caspase-1 及IL-1β表達具有下調作用；另有研究發現［30］甘草提取物——雌激素甘草素，其單一作用下可逆向調節AD 模型細胞內Caspase-1 前體蛋白p-Caspase-1 與IL-1β含量，因此Caspase-1 介導的細胞焦亡極可能參與AD的病理過程，而電針及中藥能夠通過調控AD腦細胞焦亡達到治療效果。

2.4 代謝性疾病張曉娜［31］對托里消毒散作用于糖尿?。╠iabetes mellitus，DM）創面的研究發現，其組成藥物白芷提取物可反向調控小鼠巨噬細胞內pro-Caspase-1、pro-IL-1β、ROS 含量及IL-1β釋放，故白芷或許可通過調控焦亡相關蛋白及因子而干預焦亡進程，減輕炎性反應，促進創面修復。李海鷗等［32］認為參芍口服液通過調控NLRP3炎性體相關蛋白（NLRP3、Caspase-1與IL-1β）表達而減輕糖尿病腎病（diabetes kidney disease，DAD）鼠腎組織纖維化程度，保護腎組織，而這些蛋白恰是細胞焦亡的參與蛋白；朱四民等［33］研究表明葛根提取物對DAD 鼠腎組織有保護作用，其機制與調控NLRP3 炎性體密切相關，而其調控的蛋白及因子更為全面，還包括對ASC 與IL-18 的調控；吳薇等［34］發現高糖誘導足細胞上皮-間充質轉/分化的機制可能為活化NLRP3 炎性體引發足細胞炎癥反應，而雷公藤甲素可逆轉這一過程（降低NLRP3、ASC、Caspase-1、IL-1β與IL-18 含量），進一步佐證了焦亡參與DAD 的病理進程。賈新菊等［35］等通過檢測DM小鼠血管組織中NLRP3蛋白的含量及血清中IL-1β水平，得出對NLRP3/IL-1β軸的抑制作用是黃芪甲苷改善DM 并發癥血管炎性病變的可能原因，而炎性反應既伴隨細胞焦亡發生，又逆向作用于焦亡。

2.5 呼吸系統疾病李海霞［36］研究發現在常規治療基礎上用自擬調肺飲（生黃芪、生白術、黨參、桔梗、厚樸、枳殼、紫菀、川芎、丹參、生甘草）后，慢性阻塞性肺疾病患者外周靜脈血中NLRP3 mRNA、NLRP3及IL-1β表達呈下降趨勢，且可改善患者肺部癥狀，緩解病情，其機制與抑制NLRP3 炎性體激活，阻斷焦亡進程，減少炎性因子IL-1β等的釋放，從而減輕肺部炎癥反應水平相關。張涵等［37-38］發現芩百清肺濃縮丸對肺炎支原體（MP）感染小鼠肺組織中NLRP3 炎性體組成蛋白（NLRP3、ASC、Caspase-1）mRNA 的表達起下調作用，同時抑制IL-1β、IL-18 分泌；楊璐［39］研究證實清燥救肺湯可反向調節MP 感染小鼠肺組織中Caspase-1、NLRP3及血清中IL-1β表達，因此中醫藥干預肺部細胞的焦亡或許可作為治療MP 感染型肺炎的新靶向。張發君［40］研究“肺氣虛外感”大鼠的肺部炎癥病理過程發現參蘇飲作用下大鼠肺組織中參與Caspase-1 介導的細胞焦亡的一些蛋白與因子（NLRP3 與Caspase-1 mRNA、IL-1β、IL-18）的量均受到抑制性表達，推測參蘇飲參與抑制Caspase-1介導的細胞焦亡進程而發揮其益氣解表的作用。

2.6 心腦血管疾病鄭亞萍等［41］發現白芍總苷能抑制心肌缺血再灌注大鼠心肌細胞內NLRP3 炎性體激活，減少Caspase-1 介導的細胞焦亡，進而縮小心肌細胞內炎性因子細胞（IL-1β、巨噬細胞）等引發炎癥級聯反應而實現保護心肌細胞的作用。嚴士海等［42］認為參葵通脈顆粒（炙黃芪、淫羊藿、靈芝、葵花、桂枝、黃蜀、丹參等）減輕心衰鼠心肌細胞重塑的機制與其抑制（下調Toll樣受體4、核轉錄因子κB）Caspase-1、IL-1β前體分泌，阻礙活化Caspase-1、IL-1β而干預心肌細胞的焦亡相關。陳寧等［43］驗證了動脈粥樣硬化（atherosclerosis，AS）家兔肝組織中存在焦亡現象：Caspase-1、GSDMD、NLRP3 蛋白表達及IL-1β、IL-18 水平增高，而化痰祛瘀方作用后（黨參、絞股藍、黃芪、茯苓、郁金、法半夏、丹參、川芎、石菖蒲）可得出相反的結論，對NLRP3/Caspase-1 焦亡通路的調控為其可能作用機制。鞠建慶［44］從分子、細胞、動物水平逐步探究清心解瘀方調控巨噬細胞焦亡在穩定AS 易損斑塊中的作用機制，得出其抑制NLRP3 炎性體活化，調控巨噬細胞焦亡，減輕炎癥級聯，起抗炎、穩定AS 易損斑塊作用的結論。閔冬雨［45］探究腦缺血再灌注損傷的機理，發現Caspase-1 介導的腦細胞焦亡會加速質膜孔洞形成，致腦細胞快速腫脹壞死，釋放更多炎性遞質，加劇腦損傷程度，腦心清對腦細胞焦亡的發生發展具有緩解作用；另有研究表明［46-47］針刺干預亦可對Caspase-1 介導的腦細胞焦亡產生拮抗作用，發揮減輕缺血腦組織炎癥化程度及保護受損神經元的療效。

3 小結與展望

中醫藥能夠調控細胞焦亡來發揮對一些疾病的治療作用。綜其效應機制，主要與阻礙NLRP3炎性體組建、抑制Caspase 家族活化，減少炎性因子釋放，改善機體炎性反應密切相關。對焦亡經典通路調控的研究居多，而非經典通路研究相對較少；以上市中成藥、經驗自擬方作用為主，單一藥物單獨作用次之，針刺等非藥物后之；以疾病動物模型研究居多，體內研究較少；細胞層面研究居多，分子層面研究較少?，F階段，中醫藥干預對疾病細胞焦亡的研究還不夠深化、全面，結論多在論證干預細胞焦亡對疾病的痊愈有益。但有研究［48-50］發現，一些化療藥物能通過誘導巨噬細胞焦亡，增強自然殺傷細胞的細胞毒性或激活NLRP3誘導癌細胞焦亡而抑制癌細胞的轉移擴散，說明細胞焦亡對疾病的作用可能是雙向的，恰當的干預誘導可能是治療一些疑難疾病的新靶點。中醫藥的優勢作用日益在治療難治性疾病及應對突發疫病中得以彰顯，故此，進一步深入、細化挖掘中醫藥調控機體細胞焦亡在具體疾病中的作用機制，對于開發新靶效藥物、完善優化疾病診療方案大有裨益。