中医药干预NLRP3炎症小体治疗动脉粥样硬化的研究进展*

陈晋玉，雷瑗琳，王南丁，△

1 陕西中医药大学，陕西 咸阳 712046； 2 西安市中医医院,陕西 西安 710021

动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）是一种多因素引起的慢性炎症性疾病，主要累积大中型动脉，以动脉内膜脂质沉积、内膜灶状纤维性增厚为特征，是导致心血管疾病（cardiovascular disease，CVD）的主要病因［1］。随着社会经济的发展、居民生活方式的改变及人口老龄化进程的加快，我国CVD的患病率不断升高，给社会带来严重的经济负担。目前临床治疗AS以调脂、抗血小板、溶栓、抗凝等对症治疗为主。但存在不良反应多、治疗费用高、依赖性大等缺点，而且一旦停药或药物耐受，可能会再次发病甚至病情加重。

中医药资源丰富、种类繁多，治疗效果确切。从Ross提出AS属于炎症性疾病至今，核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3（nucleotide binding oligomerization domain-like receptor protein 3，NLRP3）炎症小体被广泛研究［2］，近年来，通过中医药干预NLRP3炎症小体的基出研究大量开展。越来越多的证据表明［3-5］，NLRP3炎症小体参与AS的发生发展，沉默NLRP3炎症小体可以减轻炎症反应，延缓AS的进展。现就NLRP3炎症小体与AS的关系，以及通过中医药干预NLRP3炎性小体治疗AS的国内外研究进展进行综述。

1 NLRP3炎症小体的概念

炎症小体是一种多蛋白复合体，由受体蛋白NLRP3、衔接蛋白碳端半胱天冬酶募集结构域的凋亡相关斑点样蛋白（apoptosis related specklike protein containing a C-terminal caspase recrnitment domain，ASC）和效应蛋白半胱氨酸蛋白水解酶1（Caspase-1）组成［6］，机体可通过模式识别受体，识别病原体相关分子模式和损伤相关分子模式，激活免疫应答，从而形成炎症小体。受体蛋白是炎症小体的核心成分，炎症小体包括核苷酸寡聚化结构域（nucleotide oligomerization domain，Nod）样受体（nod like receptor，NLR）家族和非Nod样受体家族，NLRP3是NLR家族中的重要一员，是目前各领域研究的热点。NLRP3炎症小体主要由中心核苷酸结合寡聚化结构域、羧基端富含亮氨酸重复结构域和氨基端热蛋白结构域组成。

2 NLRP3炎症小体的激活

正常情况下，NLRP3以低浓度的形式存在于细胞中，能感知细胞内病原微生物的产物及代谢性应激，参与病原体的清除及适应性免疫应答［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不具有生物学活性。当细胞感受外界刺激时，可通过核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）通路诱导NLRP3受体蛋白的表达增多，衔接蛋白招集pro-caspase-1，组装成炎症小体，继而激活caspase-1，活化的caspase-1作用于白细胞介素1β（interleukin-1β，IL-1β）和白细胞介素18（interleukin-18，IL-18）前体，促进其成熟、活化和分泌，进而引发机体的炎症反应。NLRP3能被多种刺激剂激活，包括真菌、细菌、病毒及体内的危险信号和代谢产物。目前NLRP3炎症小体的激活方式有4种较为可信的假说［8］，即钾离子外流、溶酶体破裂、钙离子内流和活性氧（reactive oxygen species，ROS）的形成。研究表明，NLRP3炎症小体的活化不是单一机制作用的结果，由多种机制共同参与完成［9］。

3 NLRP3炎症小体在AS中的作用

NLRP3炎症小体贯穿于AS发展的始终。NLRP3炎症小体有促AS的作用，当血液中脂质含量增高，胆固醇结晶沉积于血管内皮，巨噬细胞吞噬胆固醇结晶转化为泡沫细胞，泡沫细胞可通过破坏溶酶体释放ROS和蛋白酶激活NLRP3，上调caspase-1、IL-1β水平，激发炎症反应［10］。武榕等［11］研究表明，巨噬细胞通过其表面CD36受体与氧化低密度脂蛋白（oxidized low density lipoprotein，ox-LDL）结合，形成胆固醇结晶，这些胆固醇结晶可以促进ROS产生，加速溶酶体的破裂，激活NLRP3炎症小体，促进IL-1β释放，参与AS病变。国内亦有研究指出，NLRP3炎症小体参与AS发生发展的过程，其通过上调ox-LDL的表达水平，诱发Caspase-1、IL-1β和IL-18等炎症因子的分泌［12］，从而抑制NLRP3炎症小体的表达，可以减轻AS。WANG等［13］研究表明，沉默NLRP3基因表达，可明显抑制NLRP3炎性小体的激活，降低血浆中促炎性细胞因子的水平，减少巨噬细胞浸润。

4 中医药对NLRP3炎症小体的调控

为探索治疗AS的新方案，近年来，越来越多的研究着眼于利用中医药调控NLRP3炎症小体治疗AS。中医学中并无AS的病名，根据临床表现，AS可属于中医学“胸痹心痛”“心悸”“脉痹”等范畴［14］，临床多以清热化痰类、益气活血类药物治疗为主。目前，包括清热、活血药等多种中药的有效活性成分，已被初步证明能够调控NLRP3炎性小体，以治疗AS。见表1。

表1 中医药干预NLRP3炎症小体治疗动脉粥样硬化的研究进展

4.1 清热药 研究表明，清热药在抗炎中具体表现为抑制致炎因子分泌、调控炎症介质合成和释放、调节甚至中断炎症反应。青蒿素是一种四萜内酯类化合物，主要存在于中药黄花蒿中。青蒿素除具有抗疟作用外，还具有抗氧化、抗炎和血管保护等多种生物功能。JIANG等［15］研究发现，青蒿素（50、100 mg/kg）能有效减轻ApoE-/-小鼠动脉粥样硬化病变的程度，如主动脉内膜泡沫细胞形成、增生和纤维化。其作用机制可能是通过上调AMP活化蛋白激酶（AMP-activated protein kina，AMPK）的激活，下调NF-κB的磷酸化和NLRP3炎症小体的表达，减轻炎症反应。小檗碱对多种细胞具有明确的抗炎作用，是中药黄连的主要有效成分。JIANG等［16］研究表明，小檗碱既可抑制巨噬细胞中IL-1β表达，也可抑制ROS的产生，从而减少NLRP3炎症小体的组装与激活，其作用机制可能是通过NF-κB通路发挥抗炎作用，这可能是动脉粥样硬化的一个重要治疗靶点。黄芩苷是黄芩中一种亲脂类黄酮苷，具有抗炎、抗氧化、降脂等生物活性。王新东等［17］研究发现，黄芩和黄芩苷可减轻脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）/三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）诱导的炎症反应，并且黄芩的抗炎效果并不局限于黄芩苷。研究表明，黄芩苷可降低NLRP3、caspase-1、ASC蛋白、白细胞介素1（interleukin-1，IL-1）、IL-18的表达水平，减轻炎症反应，减少动脉斑块面积［18-19］。由清热药黄连、黄芩、黄柏等组成的黄连解毒汤，可通过调控NLRP3炎症小体阻断IL-1β和IL-18的成熟和分泌，减轻机体的炎症反应，发挥抗AS作用。许丽婷等［20］研究表明，ApoE-/-小鼠经黄连解毒汤治疗后，血清炎症因子IL-1β、IL-18和肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factorα，TNF-α）表达量下调，NLRP3炎症小体通路上的NLRP3蛋白和NLRP3、caspase-1、IL-1β、TNF-α信使RNA（messenger RNA，mRNA）指标含量均降低。说明中药复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］等证明Ssa可通过调控PI3K/AKT/NF-κB/NLRP3通路降低脂蛋白摄取，阻断泡沫细胞形成，抑制（lectin like oxidized low density lipoprotein receptor-1，LOX-1）和CD36的表达。Ssa还可抑制ox-LDL诱导的AKT和NF-κB的激活、NLRP3炎性小体的组装及促炎细胞因子的产生。提示Ssa在治疗AS方面具有强大潜力。

4.2 活血药 红景天有益气活血，通脉平喘的作用，可用于治疗心脑血管疾病。王明明［22］研究发现，红景天苷高、低剂量组均能降低AS模型小鼠血清胆固醇含量；红景天苷高剂量组能增加高密度脂蛋白的含量；且高剂量组中的NLRP3、IL-1β表达明显减弱。说明红景天苷可以抑制AS模型小鼠NLRP3的表达，减少IL-1β等炎症因子的分泌。丹参具有改善微循环、保护血管内皮细胞、抗动脉粥样硬化的作用，丹参中的脂溶性成分丹参酮ⅡA（tanshinoneⅡA，TanⅡA）是其重要提取物。TanⅡA具有较强的抗动脉粥样硬化作用。WEN等［23］研究发现，以TanⅡA处理高脂饲料喂养ApoE-/-小鼠可显著降低体内NLRP3炎症小体水平。其机制可能是抑制NF-κB激活，下调IL-1β和NLRP3的表达，并减少ox-LDL表达，从而衰减ox-LDL细胞吸收和线粒体和溶酶体的破坏活动，抑制NLRP3组装，从而改善动脉粥样硬化的发生。研究发现，姜黄中所含的姜黄素能抑制LPS诱导的小鼠巨噬细胞中NLRP3炎症小体的活化，下调Caspase-1和IL-1β的生成［24］。

4.3 补虚药 黄芪是常用的补气中药，具有补气固表、托毒排脓、利尿、生肌之功效。黄芪甲苷（astragaloside Ⅳ，AS-Ⅳ）是黄芪的主要有效成分，AS-Ⅳ有保护心脑血管、提高免疫力的作用。贾新菊等［25］研究表明，AS-Ⅳ可抑制DM小鼠动脉内膜增厚，减少主动脉血管内皮NLRP3蛋白表达量，血清中IL-1β含量显著降低。另有研究报道，人参皂苷20（R）-Rg3和20（S）-Rg3通过调节iNOS的表达抑制NO的产生，降低巨噬细胞中ROS的水平，抑制NLRP3炎症小体的活化［26］。薯蓣皂苷是中药薯蓣的提纯物，具有较强的抗炎、保护心脏等作用［27］。王丽娜等［28］研究表明，薯蓣皂苷可有效抑制NLRP3炎症小体的表达，其作用是通过抑制NF-κB信号通路及ROS的释放而实现。

4.4 其他 现代研究表明，祛风湿药菝葜有抗AS的作用，其主要提取物是菝葜醇，菝葜醇可显著减少AS大鼠主动脉中NLRP3、ASC、pro-Casepase-1、caspase-1、IL-1β和AIM2蛋白的表达量［29］。软坚散结药海藻可能是通过增强p62/SQSTM1依赖性选择自噬来抑制NLRP3炎性小体激活，从而减轻动脉粥样硬化［30］。收涩药中五味子也可起到同样的作用，其提取物五味子甲素能够调控小鼠巨噬细胞中Caspase-1的活化，抑制其对lL-1β前体的剪切，进而抑制NLRP3炎症小体的活性，减轻炎症反应［31］。原花青素B2［32］、谷物纤维［33］也可以通过NLRP3炎症小体减轻AS。随着研究的深入，有学者发现中药复方制剂也有抗炎作用，温肾化痰方具有保护血管平滑肌细胞、延缓动脉粥样硬化进程的作用，其作用机制是抑制ox-LDL诱导的炎症反应［34］。

5 小结

大量的动物实验及细胞实验表明，中药可降低NLRP3炎症小体的表达水平，减轻动脉病变的程度，发挥抗AS的作用，为临床研究奠定基出。但具体干预环节尚不清楚，有待进一步研究。NLRP3炎症小体贯穿炎症发展的始终，可激活炎症反应、启动下游传导信号。此外，NLRP3炎症小体可能成为炎症性疾病预防、发现和治疗的临床检验指标，找出靶向治疗的中药，对治疗疾病具有积极意义。然而还有更多中药可以靶向NLRP3炎症小体治疗AS，需要我们继续开展更多的基出研究。总之，中医药通过干预NLRP3炎症小体治疗AS有巨大的潜力和广阔的市场，期待今后有更多的研究成果。