細(xì)胞焦亡與相關(guān)疾病的中醫(yī)藥干預(yù)研究進(jìn)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(yī)院，甘肅 蘭州 730050；2 中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第九四〇醫(yī)院；3 慶陽市中醫(yī)院；4 甘肅省疾病預(yù)防控制中心；5 甘肅中醫(yī)藥大學(xué)

細(xì)胞焦亡是繼細(xì)胞壞死、凋亡等后新發(fā)現(xiàn)的一種新型細(xì)胞程序性死亡方式，不同于細(xì)胞凋亡，其自殺囊括著細(xì)胞膜孔形成、水分內(nèi)流、胞體腫脹、胞膜裂解，促炎因子白細(xì)胞介素1β(interleukin-1β，IL-1β)、白細(xì)胞介素18（interleukin-18，IL-18）釋放，募集、擴(kuò)大炎性反應(yīng)等一系列環(huán)節(jié)［1］。自COOKSON B T等［2-3］發(fā)現(xiàn)、命名迄今，學(xué)術(shù)界對其信號通路、分子機(jī)制及其與相關(guān)疾病的關(guān)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(jīng)炎性、心腦血管性、腫瘤［4-9］等多類疾病的發(fā)病、進(jìn)展與愈后，其中不乏中醫(yī)藥探索研究。現(xiàn)就細(xì)胞焦亡在一些疾病中的作用機(jī)制及中醫(yī)藥干預(yù)研究進(jìn)行綜述：

1 細(xì)胞焦亡簡述

細(xì)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(dǎo)的調(diào)節(jié)性細(xì)胞死亡，Gasdermin 蛋白家族成員形成質(zhì)膜孔是其關(guān)鍵過程［10］，屬細(xì)胞主動性死亡方式，也是裂解性死亡與炎癥死亡方式，其發(fā)生以細(xì)胞破裂解體，炎性介質(zhì)等內(nèi)容物釋放，引發(fā)炎癥級聯(lián)反應(yīng)為主要特征［11-12］。學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為細(xì)胞焦亡的途徑有兩種，即由Caspase-1 激活介導(dǎo)的經(jīng)典途徑與Caspase-4/5/11 激活介導(dǎo)的非經(jīng)典途徑。經(jīng)典途徑：病原微生物等侵襲機(jī)體細(xì)胞后，胞內(nèi)模式識別受體核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)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(jié)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(xì)胞破裂死亡，焦亡發(fā)生［13］；另一方面剪切IL-1β與IL-18前體，促進(jìn)IL-1β與IL-18 的成熟和釋放，吸引更多炎癥因子，炎性反應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大化［14］。非經(jīng)典途徑與經(jīng)典途徑焦亡發(fā)生的總體反應(yīng)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(guān)疾病的中醫(yī)藥干預(yù)

2.1 消化系統(tǒng)疾病唐標(biāo)等［15］研究發(fā)現(xiàn)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(jī)制與其干預(yù)細(xì)胞焦亡的非經(jīng)典途徑相關(guān)：可下調(diào)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(dá)；郝媛媛等［16］研究顯示津力達(dá)顆?？上抡{(diào)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(fā)揮對NAFLD 大鼠的治療作用。陳末等［17］研究認(rèn)為滅幽湯（黃芩、蒲公英、三七、青皮、白及、烏賊骨、陳皮）對HP 相關(guān)性胃炎（脾胃濕熱證）的作用機(jī)制與本湯藥可調(diào)控細(xì)胞自噬與焦亡密切相關(guān)：相較于復(fù)合病因造模組，滅幽湯組胃炎鼠胃組織中細(xì)胞自噬調(diào)節(jié)蛋白雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）含量降低，從而促使細(xì)胞自噬，且NLRP3 與Caspase-1 蛋白水平也降低，進(jìn)而抑制細(xì)胞焦亡。黎思欣［18］發(fā)現(xiàn)潰結(jié)靈能夠干預(yù)Caspase-1 介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡通路：抑制Caspase-1 活化→阻礙GSDMD剪切→減輕IL-1β、IL-18 生產(chǎn)與釋放→減少焦亡；曾于恒等［19］發(fā)現(xiàn)白芍七物顆粒（白芍、黃芩、黃連、黃柏、當(dāng)歸、木香、大腹皮）能下調(diào)UC 大鼠結(jié)腸組織中焦亡相關(guān)因子與蛋白（NLRP3、Caspase-1、ASC、IL-1β、IL-18）mRNA 表達(dá)量及IL-1β、IL-18 水平；陳良榮等［20］運(yùn)用健脾清熱活血方（白芍、救必應(yīng)、水蛭、三七、冰片、白術(shù)、馬齒莧、炙甘草）治療UC，顯示患者NLRP6、Caspase-1及IL-18的基因表達(dá)及陽性細(xì)胞分布面積水平均下降。上述這些基因及因子廣泛介導(dǎo)及參與細(xì)胞焦亡的發(fā)生發(fā)展。

2.2 風(fēng)濕性疾病范萍等［21］發(fā)現(xiàn)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(dá)下調(diào)；該課題組的另外兩項相關(guān)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(xì)胞焦亡極可能參與SLE 的發(fā)生及病情進(jìn)展，而滋陰清熱中藥可干預(yù)SLES 鼠腎組織細(xì)胞焦亡及減輕后續(xù)炎性反應(yīng)而改善腎組織炎癥。石尉宏等［24］以NALP3 炎性體信號通路相關(guān)蛋白及因子（NALP3、ASC、Caspase-1 及IL-1β）為檢測指標(biāo)探究清熱除痹方（穿破石、尋骨風(fēng)、知母、青風(fēng)藤、蒼術(shù)）對痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎（gouty arthritis，GA）的作用機(jī)理，推斷其通過抑制NALP3 裝配體相關(guān)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(guān)節(jié)炎性反應(yīng)；張曉熙等［25］應(yīng)用加味三妙丸治療GA，得出與石尉宏團(tuán)隊相似的結(jié)論；另外有研究［26］發(fā)現(xiàn)火針對GA 大鼠滑膜組織中NALP3、IL-1β水平有負(fù)向調(diào)節(jié)作用。

2.3 神經(jīng)系統(tǒng)疾病李曉寧等［27］發(fā)現(xiàn)夾脊電針刺激（雙側(cè)T9、T11 節(jié)段夾脊穴）可減緩急性脊髓損傷大鼠損傷脊髓組織細(xì)胞焦亡進(jìn)程，抑制NLRP3信號識別體活化，阻礙接頭蛋白ASC與Caspase-1前體結(jié)合。姜婧［28］研究表明夾脊電針（百會、印堂、人中）干預(yù)對老年癡呆（Alzheimer's disease，AD）鼠海馬區(qū)NLRP3、ASC、Caspase-1 的生成及IL-1β釋放起抑制作用；何玲玲［29］發(fā)現(xiàn)加味不忘散（人參、白術(shù)、遠(yuǎn)志、茯神、石菖蒲、黃連、茯苓、當(dāng)歸）對AD 鼠海馬區(qū)NLRP3、Caspase-1 及IL-1β表達(dá)具有下調(diào)作用；另有研究發(fā)現(xiàn)［30］甘草提取物——雌激素甘草素，其單一作用下可逆向調(diào)節(jié)AD 模型細(xì)胞內(nèi)Caspase-1 前體蛋白p-Caspase-1 與IL-1β含量，因此Caspase-1 介導(dǎo)的細(xì)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(diào)控AD腦細(xì)胞焦亡達(dá)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(chuàng)面的研究發(fā)現(xiàn)，其組成藥物白芷提取物可反向調(diào)控小鼠巨噬細(xì)胞內(nèi)pro-Caspase-1、pro-IL-1β、ROS 含量及IL-1β釋放，故白芷或許可通過調(diào)控焦亡相關(guān)蛋白及因子而干預(yù)焦亡進(jìn)程，減輕炎性反應(yīng)，促進(jìn)創(chuàng)面修復(fù)。李海鷗等［32］認(rèn)為參芍口服液通過調(diào)控NLRP3炎性體相關(guān)蛋白（NLRP3、Caspase-1與IL-1β）表達(dá)而減輕糖尿病腎?。╠iabetes kidney disease，DAD）鼠腎組織纖維化程度，保護(hù)腎組織，而這些蛋白恰是細(xì)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(hù)作用，其機(jī)制與調(diào)控NLRP3 炎性體密切相關(guān)，而其調(diào)控的蛋白及因子更為全面，還包括對ASC 與IL-18 的調(diào)控；吳薇等［34］發(fā)現(xiàn)高糖誘導(dǎo)足細(xì)胞上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)/分化的機(jī)制可能為活化NLRP3 炎性體引發(fā)足細(xì)胞炎癥反應(yīng)，而雷公藤甲素可逆轉(zhuǎn)這一過程（降低NLRP3、ASC、Caspase-1、IL-1β與IL-18 含量），進(jìn)一步佐證了焦亡參與DAD 的病理進(jìn)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(fā)癥血管炎性病變的可能原因，而炎性反應(yīng)既伴隨細(xì)胞焦亡發(fā)生，又逆向作用于焦亡。

2.5 呼吸系統(tǒng)疾病李海霞［36］研究發(fā)現(xiàn)在常規(guī)治療基礎(chǔ)上用自擬調(diào)肺飲（生黃芪、生白術(shù)、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(dá)呈下降趨勢，且可改善患者肺部癥狀，緩解病情，其機(jī)制與抑制NLRP3 炎性體激活，阻斷焦亡進(jìn)程，減少炎性因子IL-1β等的釋放，從而減輕肺部炎癥反應(yīng)水平相關(guān)。張涵等［37-38］發(fā)現(xiàn)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(dá)起下調(diào)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(diào)節(jié)MP 感染小鼠肺組織中Caspase-1、NLRP3及血清中IL-1β表達(dá)，因此中醫(yī)藥干預(yù)肺部細(xì)胞的焦亡或許可作為治療MP 感染型肺炎的新靶向。張發(fā)君［40］研究“肺氣虛外感”大鼠的肺部炎癥病理過程發(fā)現(xiàn)參蘇飲作用下大鼠肺組織中參與Caspase-1 介導(dǎo)的細(xì)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(dá)，推測參蘇飲參與抑制Caspase-1介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡進(jìn)程而發(fā)揮其益氣解表的作用。

2.6 心腦血管疾病鄭亞萍等［41］發(fā)現(xiàn)白芍總苷能抑制心肌缺血再灌注大鼠心肌細(xì)胞內(nèi)NLRP3 炎性體激活，減少Caspase-1 介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡，進(jìn)而縮小心肌細(xì)胞內(nèi)炎性因子細(xì)胞（IL-1β、巨噬細(xì)胞）等引發(fā)炎癥級聯(lián)反應(yīng)而實現(xiàn)保護(hù)心肌細(xì)胞的作用。嚴(yán)士海等［42］認(rèn)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(xì)胞重塑的機(jī)制與其抑制（下調(diào)Toll樣受體4、核轉(zhuǎn)錄因子κB）Caspase-1、IL-1β前體分泌，阻礙活化Caspase-1、IL-1β而干預(yù)心肌細(xì)胞的焦亡相關(guān)。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(xiàn)象：Caspase-1、GSDMD、NLRP3 蛋白表達(dá)及IL-1β、IL-18 水平增高，而化痰祛瘀方作用后（黨參、絞股藍(lán)、黃芪、茯苓、郁金、法半夏、丹參、川芎、石菖蒲）可得出相反的結(jié)論，對NLRP3/Caspase-1 焦亡通路的調(diào)控為其可能作用機(jī)制。鞠建慶［44］從分子、細(xì)胞、動物水平逐步探究清心解瘀方調(diào)控巨噬細(xì)胞焦亡在穩(wěn)定AS 易損斑塊中的作用機(jī)制，得出其抑制NLRP3 炎性體活化，調(diào)控巨噬細(xì)胞焦亡，減輕炎癥級聯(lián)，起抗炎、穩(wěn)定AS 易損斑塊作用的結(jié)論。閔冬雨［45］探究腦缺血再灌注損傷的機(jī)理，發(fā)現(xiàn)Caspase-1 介導(dǎo)的腦細(xì)胞焦亡會加速質(zhì)膜孔洞形成，致腦細(xì)胞快速腫脹壞死，釋放更多炎性遞質(zhì)，加劇腦損傷程度，腦心清對腦細(xì)胞焦亡的發(fā)生發(fā)展具有緩解作用；另有研究表明［46-47］針刺干預(yù)亦可對Caspase-1 介導(dǎo)的腦細(xì)胞焦亡產(chǎn)生拮抗作用，發(fā)揮減輕缺血腦組織炎癥化程度及保護(hù)受損神經(jīng)元的療效。

3 小結(jié)與展望

中醫(yī)藥能夠調(diào)控細(xì)胞焦亡來發(fā)揮對一些疾病的治療作用。綜其效應(yīng)機(jī)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(jī)體炎性反應(yīng)密切相關(guān)。對焦亡經(jīng)典通路調(diào)控的研究居多，而非經(jīng)典通路研究相對較少；以上市中成藥、經(jīng)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(nèi)研究較少；細(xì)胞層面研究居多，分子層面研究較少?，F(xiàn)階段，中醫(yī)藥干預(yù)對疾病細(xì)胞焦亡的研究還不夠深化、全面，結(jié)論多在論證干預(yù)細(xì)胞焦亡對疾病的痊愈有益。但有研究［48-50］發(fā)現(xiàn)，一些化療藥物能通過誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞焦亡，增強(qiáng)自然殺傷細(xì)胞的細(xì)胞毒性或激活NLRP3誘導(dǎo)癌細(xì)胞焦亡而抑制癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移擴(kuò)散，說明細(xì)胞焦亡對疾病的作用可能是雙向的，恰當(dāng)?shù)母深A(yù)誘導(dǎo)可能是治療一些疑難疾病的新靶點。中醫(yī)藥的優(yōu)勢作用日益在治療難治性疾病及應(yīng)對突發(fā)疫病中得以彰顯，故此，進(jìn)一步深入、細(xì)化挖掘中醫(yī)藥調(diào)控機(jī)體細(xì)胞焦亡在具體疾病中的作用機(jī)制，對于開發(fā)新靶效藥物、完善優(yōu)化疾病診療方案大有裨益。