NLRP3 炎症小体与玫瑰痤疮

2023-02-13王祖红伏芳红李彦希

中国医疗美容 2023年8期

王祖红，伏芳红，李彦希

（重庆市中医院，重庆，400011）

1 NLRP3 炎症小体结构和功能

NLRP3炎症小体是固有免疫的重要组成部分，主要由受体蛋白、凋亡相关斑点样蛋白(apoptosisassociated speck-like protein containing a caspaserecruitment domain，ASC) 以及下游效应蛋白半胱天冬酶1(Caspase-1)三个部分构成，主要表达于单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞、T细胞、B细胞等，在免疫应答中发挥着至关重要的作用[4,5]。其作用分为启动和激活两个阶段。静息状态下巨噬细胞中的NLRP3水平不足以激活NLRP3炎症小体，在炎症小体传感器识别高度保守的损伤相关分子模式(damage associated molecular patterns,DAMP)或病原相关分子模式(pathogen associated molecular pattern,PAMP)后，激活转录因子NF-κB进而促进NLRP3和白细胞介素-1β前体（pro-IL-1β）的基因表达上调，完成启动过程[5]。激活功能通过离子通量的改变（如钾离子(K+)或氯离子(Cl-)外流，钙离子内流 (Ca+)，线粒体功能障碍，溶酶体破裂，高尔基体解体，代谢变化等诱导NLRP3感知细胞应激，激活ASC和Caspase-1，活化的Caspase-1切割下游焦亡执行因子如gasdermin D（GSDMD），使其产生具有细胞毒性的 GSDMD-N 端并在细胞膜上打孔，当胞膜的完整性遭到破坏时，细胞发生渗漏伴随乳酸脱氢酶 (LDH)和促炎细胞因子如IL-1β、IL-18通过膜孔的大量释放至胞外，进一步扩大局部炎症反应，触发细胞焦亡[6,7](Yu and Lee,2016)。NLRP3炎症小体在机体感知到危险信号刺激时，启动对感染性非自身威胁的先天反应，激活宿主防御感染途径至关重要。

2 NLRP3 炎症小体与LL-37

LL-37是一种由37个氨基酸组成的抗菌肽，是人类抗菌肽CAMP（cathelicidin antimicrobial peptide）的重要活性产物之一，其前体肽hCAP18经激肽释放酶5(kallikrein 5，KLK5)切割，裂解产生活性片段LL-37[8]。LL-37在炎症进程中具有多种效应，生理条件下，LL-37可在宿主受到损伤或伤害时发挥保护作用。但在高浓度或特定条件下与其在宿主防御机制中的保护作用相反，LL-37引起过度免疫反应，加重炎症诱导的宿主损伤作用[9-10]。虽然玫瑰痤疮的确切病因尚不清楚，但LL-37的过度表达被认为在其发病机制中起关键作用，在玫瑰痤疮患者中LL-37及其蛋白水解肽片段均明显升高，但在健康个体中基本不表达[11]。动物实验证实在局部注射LL-37后观察到玫瑰痤疮样炎症性皮肤表型[12]。以上研究证实LL-37在玫瑰痤疮中的病理性增多和皮肤表型明确相关。研究进一步证实LL-37以NLRP3依赖的方式诱导炎细胞浸润，并且表明LL-37诱导的NLRP3炎症小体活化对局部炎细胞的趋化和浸润至关重要[13]。体外研究表明LL-37通过P2X7受体介导的内吞作用被内化到巨噬细胞胞质中，胞内LL-37通过促进溶酶体受损触发NLRP3-ASC炎性体复合物的组装和激活[14,15]。体内实验在皮内注射LL-37后，野生型(C57BL/6)小鼠的玫瑰痤疮样皮损中检测到裂解的caspase 1和IL-1β，而NLRP3-/-小鼠的病变皮肤中未检测到caspase 1和IL-1β[16]，使用NLRP3抑制剂MCC950可有效减轻LL-37引发的玫瑰痤疮样表型[3]。此外，研究还发现NLRP3基因的遗传变异与患玫瑰痤疮的风险增加有关[17]。因此体内外研究都证实NLRP3炎性小体激活在LL-37诱导的皮肤炎症中起着至关重要的作用，LL-37是NLRP3的关键触发因素。

3 NLRP3 炎症小体与免疫调节

对玫瑰痤疮的组织病理学分析显示皮肤中Th细胞、巨噬细胞、单核细胞混合炎细胞局部浸润，表明玫瑰痤疮是一种免疫相关的炎症性皮肤病[18]。先天免疫和适应性免疫都参与玫瑰痤疮的发病。NLRP3活化后发生构象变化，暴露出NACHT结构域，通过三磷酸腺苷(ATP)聚合形成有序的NLRP3蛋白寡聚体，随后招募半胱氨酸酶1前体，活化caspase-1，形成NLRP3炎症小体，促使下游炎症介质IL-1β和IL-18的产生[6]。IL-1β和IL-18可诱导T细胞向Th1和Th17分化[19]，在玫瑰痤疮患者中存在Th1/Th17细胞极化[20]，因此NLRP3炎症小体可能影响玫瑰痤疮的获得性免疫。丘疹脓疱型玫瑰痤疮患者皮肤活检中发现IL -1β mRNA的表达较健康人显著增加[20,21]。此外，PPR患者外周血中IL-1β蛋白表达升高[22]。且IL-1β升高与其并发疾病如阿尔茨海默病等密切相关[23]。基因差异分析研究证实IL-1β是PPR的关键驱动炎症因子[24]。这些研究表明，NLRP3炎性小体-IL-1β有望成为玫瑰痤疮的有效药物靶点。

4 NLRP3 与血管内皮生长因子

玫瑰痤疮的发病涉及多因素作用致使血管神经舒缩功能障碍，血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor VEGF)表达上调。VEGF是血管通透性和炎症的有效介质，不仅促进血管扩张，增加血管通透性，还具有趋化活性，诱导单核细胞的迁移，在病理性和生理性血管生成中发挥重要作用[25]。VEGF受体与配体的结合参与玫瑰痤疮的血管改变和炎细胞浸润,在玫瑰痤疮患者皮肤中发现了较高水平的VEGF及其受体，VEGF表达的增加可能导致皮肤血管的扩张和增大，导致酒渣鼻可见的红肿和毛细血管扩张[26]。在小鼠模型中，整合素α5β1被证实能通过刺激NLRP3炎性小体表达和成熟IL-1β分泌，导致大量新生血管形成和明显渗漏，导致渗出性视网膜脱离[27]。另有研究证实高渗盐水通过抑制小胶质细胞NLRP3炎性小体的激活进而下调IL-1β的表达，IL-1β的降低能抑制其介导的NF-кBp65磷酸化，最终下调VEGF表达。