中醫藥干預NLRP3炎癥小體治療動脈粥樣硬化的研究進展*

陳晉玉，雷瑗琳，王南丁，△

1 陜西中醫藥大學，陜西 咸陽 712046； 2 西安市中醫醫院,陜西 西安 710021

動脈粥樣硬化（atherosclerosis，AS）是一種多因素引起的慢性炎癥性疾病，主要累積大中型動脈，以動脈內膜脂質沉積、內膜灶狀纖維性增厚為特征，是導致心血管疾病（cardiovascular disease，CVD）的主要病因［1］。隨著社會經濟的發展、居民生活方式的改變及人口老齡化進程的加快，我國CVD的患病率不斷升高，給社會帶來嚴重的經濟負擔。目前臨床治療AS以調脂、抗血小板、溶栓、抗凝等對癥治療為主。但存在不良反應多、治療費用高、依賴性大等缺點，而且一旦停藥或藥物耐受，可能會再次發病甚至病情加重。

中醫藥資源豐富、種類繁多，治療效果確切。從Ross提出AS屬于炎癥性疾病至今，核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白3（nucleotide binding oligomerization domain-like receptor protein 3，NLRP3）炎癥小體被廣泛研究［2］，近年來，通過中醫藥干預NLRP3炎癥小體的基出研究大量開展。越來越多的證據表明［3-5］，NLRP3炎癥小體參與AS的發生發展，沉默NLRP3炎癥小體可以減輕炎癥反應，延緩AS的進展。現就NLRP3炎癥小體與AS的關系，以及通過中醫藥干預NLRP3炎性小體治療AS的國內外研究進展進行綜述。

1 NLRP3炎癥小體的概念

炎癥小體是一種多蛋白復合體，由受體蛋白NLRP3、銜接蛋白碳端半胱天冬酶募集結構域的凋亡相關斑點樣蛋白（apoptosis related specklike protein containing a C-terminal caspase recrnitment domain，ASC）和效應蛋白半胱氨酸蛋白水解酶1（Caspase-1）組成［6］，機體可通過模式識別受體，識別病原體相關分子模式和損傷相關分子模式，激活免疫應答，從而形成炎癥小體。受體蛋白是炎癥小體的核心成分，炎癥小體包括核苷酸寡聚化結構域（nucleotide oligomerization domain，Nod）樣受體（nod like receptor，NLR）家族和非Nod樣受體家族，NLRP3是NLR家族中的重要一員，是目前各領域研究的熱點。NLRP3炎癥小體主要由中心核苷酸結合寡聚化結構域、羧基端富含亮氨酸重復結構域和氨基端熱蛋白結構域組成。

2 NLRP3炎癥小體的激活

正常情況下，NLRP3以低濃度的形式存在于細胞中，能感知細胞內病原微生物的產物及代謝性應激，參與病原體的清除及適應性免疫應答［7］。Caspase-1主要以半胱氨酸蛋白酶原1（procaspase-1）的形式存在，pro-caspase-1不具有生物學活性。當細胞感受外界刺激時，可通過核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）通路誘導NLRP3受體蛋白的表達增多，銜接蛋白招集pro-caspase-1，組裝成炎癥小體，繼而激活caspase-1，活化的caspase-1作用于白細胞介素1β（interleukin-1β，IL-1β）和白細胞介素18（interleukin-18，IL-18）前體，促進其成熟、活化和分泌，進而引發機體的炎癥反應。NLRP3能被多種刺激劑激活，包括真菌、細菌、病毒及體內的危險信號和代謝產物。目前NLRP3炎癥小體的激活方式有4種較為可信的假說［8］，即鉀離子外流、溶酶體破裂、鈣離子內流和活性氧（reactive oxygen species，ROS）的形成。研究表明，NLRP3炎癥小體的活化不是單一機制作用的結果，由多種機制共同參與完成［9］。

3 NLRP3炎癥小體在AS中的作用

NLRP3炎癥小體貫穿于AS發展的始終。NLRP3炎癥小體有促AS的作用，當血液中脂質含量增高，膽固醇結晶沉積于血管內皮，巨噬細胞吞噬膽固醇結晶轉化為泡沫細胞，泡沫細胞可通過破壞溶酶體釋放ROS和蛋白酶激活NLRP3，上調caspase-1、IL-1β水平，激發炎癥反應［10］。武榕等［11］研究表明，巨噬細胞通過其表面CD36受體與氧化低密度脂蛋白（oxidized low density lipoprotein，ox-LDL）結合，形成膽固醇結晶，這些膽固醇結晶可以促進ROS產生，加速溶酶體的破裂，激活NLRP3炎癥小體，促進IL-1β釋放，參與AS病變。國內亦有研究指出，NLRP3炎癥小體參與AS發生發展的過程，其通過上調ox-LDL的表達水平，誘發Caspase-1、IL-1β和IL-18等炎癥因子的分泌［12］，從而抑制NLRP3炎癥小體的表達，可以減輕AS。WANG等［13］研究表明，沉默NLRP3基因表達，可明顯抑制NLRP3炎性小體的激活，降低血漿中促炎性細胞因子的水平，減少巨噬細胞浸潤。

4 中醫藥對NLRP3炎癥小體的調控

為探索治療AS的新方案，近年來，越來越多的研究著眼于利用中醫藥調控NLRP3炎癥小體治療AS。中醫學中并無AS的病名，根據臨床表現，AS可屬于中醫學“胸痹心痛”“心悸”“脈痹”等范疇［14］，臨床多以清熱化痰類、益氣活血類藥物治療為主。目前，包括清熱、活血藥等多種中藥的有效活性成分，已被初步證明能夠調控NLRP3炎性小體，以治療AS。見表1。

表1 中醫藥干預NLRP3炎癥小體治療動脈粥樣硬化的研究進展

4.1 清熱藥 研究表明，清熱藥在抗炎中具體表現為抑制致炎因子分泌、調控炎癥介質合成和釋放、調節甚至中斷炎癥反應。青蒿素是一種四萜內酯類化合物，主要存在于中藥黃花蒿中。青蒿素除具有抗瘧作用外，還具有抗氧化、抗炎和血管保護等多種生物功能。JIANG等［15］研究發現，青蒿素（50、100 mg/kg）能有效減輕ApoE-/-小鼠動脈粥樣硬化病變的程度，如主動脈內膜泡沫細胞形成、增生和纖維化。其作用機制可能是通過上調AMP活化蛋白激酶（AMP-activated protein kina，AMPK）的激活，下調NF-κB的磷酸化和NLRP3炎癥小體的表達，減輕炎癥反應。小檗堿對多種細胞具有明確的抗炎作用，是中藥黃連的主要有效成分。JIANG等［16］研究表明，小檗堿既可抑制巨噬細胞中IL-1β表達，也可抑制ROS的產生，從而減少NLRP3炎癥小體的組裝與激活，其作用機制可能是通過NF-κB通路發揮抗炎作用，這可能是動脈粥樣硬化的一個重要治療靶點。黃芩苷是黃芩中一種親脂類黃酮苷，具有抗炎、抗氧化、降脂等生物活性。王新東等［17］研究發現，黃芩和黃芩苷可減輕脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）/三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）誘導的炎癥反應，并且黃芩的抗炎效果并不局限于黃芩苷。研究表明，黃芩苷可降低NLRP3、caspase-1、ASC蛋白、白細胞介素1（interleukin-1，IL-1）、IL-18的表達水平，減輕炎癥反應，減少動脈斑塊面積［18-19］。由清熱藥黃連、黃芩、黃柏等組成的黃連解毒湯，可通過調控NLRP3炎癥小體阻斷IL-1β和IL-18的成熟和分泌，減輕機體的炎癥反應，發揮抗AS作用。許麗婷等［20］研究表明，ApoE-/-小鼠經黃連解毒湯治療后，血清炎癥因子IL-1β、IL-18和腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factorα，TNF-α）表達量下調，NLRP3炎癥小體通路上的NLRP3蛋白和NLRP3、caspase-1、IL-1β、TNF-α信使RNA（messenger RNA，mRNA）指標含量均降低。說明中藥復方亦具有很好的抗炎效果。柴胡皂苷a（saikosaponin a，Ssa）是柴胡的主要生物活性提取物。HE［21］等證明Ssa可通過調控PI3K/AKT/NF-κB/NLRP3通路降低脂蛋白攝取，阻斷泡沫細胞形成，抑制（lectin like oxidized low density lipoprotein receptor-1，LOX-1）和CD36的表達。Ssa還可抑制ox-LDL誘導的AKT和NF-κB的激活、NLRP3炎性小體的組裝及促炎細胞因子的產生。提示Ssa在治療AS方面具有強大潛力。

4.2 活血藥 紅景天有益氣活血，通脈平喘的作用，可用于治療心腦血管疾病。王明明［22］研究發現，紅景天苷高、低劑量組均能降低AS模型小鼠血清膽固醇含量；紅景天苷高劑量組能增加高密度脂蛋白的含量；且高劑量組中的NLRP3、IL-1β表達明顯減弱。說明紅景天苷可以抑制AS模型小鼠NLRP3的表達，減少IL-1β等炎癥因子的分泌。丹參具有改善微循環、保護血管內皮細胞、抗動脈粥樣硬化的作用，丹參中的脂溶性成分丹參酮ⅡA（tanshinoneⅡA，TanⅡA）是其重要提取物。TanⅡA具有較強的抗動脈粥樣硬化作用。WEN等［23］研究發現，以TanⅡA處理高脂飼料喂養ApoE-/-小鼠可顯著降低體內NLRP3炎癥小體水平。其機制可能是抑制NF-κB激活，下調IL-1β和NLRP3的表達，并減少ox-LDL表達，從而衰減ox-LDL細胞吸收和線粒體和溶酶體的破壞活動，抑制NLRP3組裝，從而改善動脈粥樣硬化的發生。研究發現，姜黃中所含的姜黃素能抑制LPS誘導的小鼠巨噬細胞中NLRP3炎癥小體的活化，下調Caspase-1和IL-1β的生成［24］。

4.3 補虛藥 黃芪是常用的補氣中藥，具有補氣固表、托毒排膿、利尿、生肌之功效。黃芪甲苷（astragaloside Ⅳ，AS-Ⅳ）是黃芪的主要有效成分，AS-Ⅳ有保護心腦血管、提高免疫力的作用。賈新菊等［25］研究表明，AS-Ⅳ可抑制DM小鼠動脈內膜增厚，減少主動脈血管內皮NLRP3蛋白表達量，血清中IL-1β含量顯著降低。另有研究報道，人參皂苷20（R）-Rg3和20（S）-Rg3通過調節iNOS的表達抑制NO的產生，降低巨噬細胞中ROS的水平，抑制NLRP3炎癥小體的活化［26］。薯蕷皂苷是中藥薯蕷的提純物，具有較強的抗炎、保護心臟等作用［27］。王麗娜等［28］研究表明，薯蕷皂苷可有效抑制NLRP3炎癥小體的表達，其作用是通過抑制NF-κB信號通路及ROS的釋放而實現。

4.4 其他 現代研究表明，祛風濕藥菝葜有抗AS的作用，其主要提取物是菝葜醇，菝葜醇可顯著減少AS大鼠主動脈中NLRP3、ASC、pro-Casepase-1、caspase-1、IL-1β和AIM2蛋白的表達量［29］。軟堅散結藥海藻可能是通過增強p62/SQSTM1依賴性選擇自噬來抑制NLRP3炎性小體激活，從而減輕動脈粥樣硬化［30］。收澀藥中五味子也可起到同樣的作用，其提取物五味子甲素能夠調控小鼠巨噬細胞中Caspase-1的活化，抑制其對lL-1β前體的剪切，進而抑制NLRP3炎癥小體的活性，減輕炎癥反應［31］。原花青素B2［32］、谷物纖維［33］也可以通過NLRP3炎癥小體減輕AS。隨著研究的深入，有學者發現中藥復方制劑也有抗炎作用，溫腎化痰方具有保護血管平滑肌細胞、延緩動脈粥樣硬化進程的作用，其作用機制是抑制ox-LDL誘導的炎癥反應［34］。

5 小結

大量的動物實驗及細胞實驗表明，中藥可降低NLRP3炎癥小體的表達水平，減輕動脈病變的程度，發揮抗AS的作用，為臨床研究奠定基出。但具體干預環節尚不清楚，有待進一步研究。NLRP3炎癥小體貫穿炎癥發展的始終，可激活炎癥反應、啟動下游傳導信號。此外，NLRP3炎癥小體可能成為炎癥性疾病預防、發現和治療的臨床檢驗指標，找出靶向治療的中藥，對治療疾病具有積極意義。然而還有更多中藥可以靶向NLRP3炎癥小體治療AS，需要我們繼續開展更多的基出研究。總之，中醫藥通過干預NLRP3炎癥小體治療AS有巨大的潛力和廣闊的市場，期待今后有更多的研究成果。