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NLRP3炎癥小體:化學(xué)性肝損傷防治靶點(diǎn)

2023-10-25 08:48:22李紀(jì)豐張宇欣郭浩林
關(guān)鍵詞:焦亡小體結(jié)構(gòu)域

董 穎,李紀(jì)豐,張宇欣,郭浩林,白 婷,楊 勇

(大連大學(xué)慢性病研究中心大連市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧 大連 116622)

肝是人體腹腔中最大的新陳代謝器官,可分解或排出許多內(nèi)源性和外源性非營養(yǎng)物質(zhì)以維持體內(nèi)平衡,這被稱為“解毒功能”。肝也是最初接觸到各種類型藥物、乙醇和化學(xué)毒物等外源性物質(zhì)的器官,很容易導(dǎo)致急性或慢性肝損傷。

按病因肝損傷通常可分為化學(xué)性肝損傷(chemical liver injury,CLI)、酒精性脂肪性肝炎、非酒精性脂肪性肝炎、自身免疫性肝損傷和病毒性肝炎等[1-2],其中CLI 是由藥物濫用、過量飲酒或接觸肝毒性物質(zhì)造成的肝損害,是肝病發(fā)生的前兆,進(jìn)一步發(fā)展可引起不同程度的肝細(xì)胞壞死、脂肪肝、肝硬化及肝癌等嚴(yán)重肝病,是臨床最常見的肝損傷類型之一[3-4]。受損或死亡的肝細(xì)胞釋放的內(nèi)源性分子會觸發(fā)無菌性炎癥,該分子稱為損傷相關(guān)分子模 式(damage associated molecular patterns,DAMP),是死亡細(xì)胞釋放的不協(xié)調(diào)的自身結(jié)構(gòu),包括蛋白質(zhì)、三磷酸腺苷、膽汁酸和熱休克蛋白等。DAMP 與其受體結(jié)合,如與主要位于巨噬細(xì)胞上的Toll 樣受體(Toll-like receptors,TLR)結(jié)合,觸發(fā)細(xì)胞因子和趨化因子基因轉(zhuǎn)錄激活,從而導(dǎo)致一系列免疫反應(yīng)。這些反應(yīng)依賴于一種蛋白質(zhì)復(fù)合物的組裝,即核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3,NLRP3)炎癥小體。NLRP3 炎癥小體的激活誘導(dǎo)炎癥因子生成,隨后吞噬細(xì)胞從血液中募集到肝的壞死區(qū)域清除細(xì)胞碎片,促進(jìn)組織修復(fù),以維持“組織內(nèi)穩(wěn)態(tài)”。然而,這些吞噬細(xì)胞分泌的有毒化合物,如蛋白酶和活性氧,一旦在肝中大量積累,就會因其水解和氧化活性而導(dǎo)致進(jìn)一步肝損傷。因此,在CLI藥物治療中,靶向炎癥小體可能是一種很有前途的方法。

1 NLRP3炎癥小體的結(jié)構(gòu)

炎癥小體是細(xì)胞內(nèi)對微生物和內(nèi)源性危險(xiǎn)信號產(chǎn)生反應(yīng)的多蛋白信號復(fù)合物,在先天性免疫反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用[5]。NLRP3 炎癥小體是研究最廣泛的炎癥小體,由NLRP3 蛋白、凋亡相關(guān)的含胱天蛋白酶激活和募集結(jié)構(gòu)域的斑點(diǎn)樣蛋白(apoptosis-associated speck-like protein,ASC)和下游效應(yīng)蛋白胱天蛋白酶1 前體組成[6]。NLRP3 是細(xì)胞質(zhì)中一種重要的模式識別受體(pattern recognition receptor,PRR),包含3 種結(jié)構(gòu)域,即富含亮氨酸重復(fù)結(jié)構(gòu)域、具有ATP 酶活性并介導(dǎo)自身寡聚的中央核苷酸結(jié)合寡聚結(jié)構(gòu)域及招募ASC 的氨基酸末端嘧啶結(jié)構(gòu)域[7]。NLRP3 炎癥小體充當(dāng)“細(xì)胞哨兵”,感知細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)的變化,以PRR 依賴性方式對DAMP 和病原體相關(guān)分子模式(pathogen-associated molecular patterns,PAMP)作出反應(yīng)[8]。

2 NLRP3炎癥小體的啟動和激活

經(jīng)典的NLRP3 炎癥小體激活遵循2 步模式:啟動和組裝[9]。在啟動階段,PAMP 或DAMP〔如脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)〕激活TLR,通過復(fù)雜的信號激活少數(shù)轉(zhuǎn)錄因子,如NF-κB。隨后上調(diào)NLRP3 炎癥相關(guān)成分的表達(dá),包括NLRP3、促炎細(xì)胞因子和胱天蛋白酶1。第二步是NLRP3 炎癥小體的組裝和激活[10]。NLRP3 激活的細(xì)胞機(jī)制在NOD 樣受體家族中是獨(dú)特的,NLRP3 是唯一已知的被許多致病性和無菌性炎癥信號間接激活的成員[11]。研究表明,NLRP3 炎癥小體可以通過3 種不同信號途徑激活:規(guī)范或經(jīng)典的NLRP3 炎癥小體激活、非規(guī)范的NLRP3 炎癥小體激活以及最近替代的NLRP3 炎癥小體激活,其中替代的NLRP3 炎癥小體激活也稱為一步NLRP3 炎癥小體激活。

規(guī)范或經(jīng)典的NLRP3 炎癥小體通過2 步機(jī)制激活:啟動和激活。在啟動階段,TLR、NLR 和細(xì)胞因子受體的配體通過髓樣分化因子88/NF-κB 途徑誘導(dǎo)白細(xì)胞介素1β 前體(pro-interleukin-1β,pro-IL-1β)和NLRP3 的表達(dá)。在激活階段,PAMP 或DAMP 通過多種分子和細(xì)胞事件促進(jìn)NLRP3 炎癥小體組裝,如K+外流、Cl-外排、線粒體功能障礙、活性氧(reactive oxygen species,ROS)釋放、線粒體DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)產(chǎn)生和溶酶體破壞[12]。鉀外排是NLRP3 主要激活機(jī)制。許多細(xì)菌成孔毒素、胞外ATP 或溶酶體破裂均可打開嘌呤能受體通道,形成孔洞結(jié)構(gòu)或者改變細(xì)胞膜通透性,引發(fā)離子流動,進(jìn)而激活NLRP3 炎癥小體。線粒體功能發(fā)生障礙,導(dǎo)致mtDNA和ROS釋放,進(jìn)而通過鉀依賴和非依賴性激活觸發(fā)NLRP3 炎癥小體激活。非規(guī)范性NLRP3 炎癥小體激活由革蘭陰性菌的LPS 啟動,識別小鼠(或人類)胱天蛋白酶11(或胱天蛋白酶4和胱天蛋白酶5),從而激活NLRP3炎癥小體。在該途徑中,TLR4 通過NLRP3 上游的TLR4/TRIF/RIPK1/FADD/CASP8(胱天蛋白酶8)信號軸即足以激活人和豬單核細(xì)胞中的NLRP3 炎癥小體。

在許多肝腎疾病中,氧化應(yīng)激相關(guān)的炎癥和細(xì)胞焦亡是重要的致病因素,最終導(dǎo)致急性肝和(或)腎衰竭[13]。氧化應(yīng)激與炎癥密切相關(guān),ROS是氧化應(yīng)激的主要產(chǎn)物,被認(rèn)為是NLRP3 炎癥小體活化的關(guān)鍵調(diào)控因素之一。轉(zhuǎn)錄因子核因子E2 相關(guān)因子2(nuclear factor erythroid2-related factor 2,Nrf2)可通過抗氧化基因調(diào)節(jié)炎癥引發(fā)的氧化損傷[14]。已知抗氧化酶血紅素加氧酶1(heme oxygenase-1,HO-1)可由氧化應(yīng)激誘導(dǎo),其表達(dá)受Nrf2 信號通路的調(diào)節(jié)。在氧化應(yīng)激增加的狀態(tài)下,Nrf2 可從細(xì)胞質(zhì)遷移到細(xì)胞核,然后與抗氧化反應(yīng)元件結(jié)合,導(dǎo)致HO-1 和其他抗氧化基因如谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶的轉(zhuǎn)錄[15]。這些內(nèi)源性抗氧化劑可減少ROS 產(chǎn)生,抑制NLRP3 炎癥小體激活[16]。

NLRP3 炎癥小體激活進(jìn)一步誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡的發(fā)生。細(xì)胞焦亡屬于一種程序性細(xì)胞死亡[17],并伴有炎癥反應(yīng)。細(xì)胞焦亡與細(xì)胞凋亡和自噬不同,其在形態(tài)學(xué)上的顯著特征是細(xì)胞表現(xiàn)出膨脹的表型,從質(zhì)膜上吹出大氣泡[18],破壞質(zhì)膜并釋放細(xì)胞成分和促炎介質(zhì),包括IL-1β和IL-18,而這一過程部分依賴于胱天蛋白酶1[19]。已有研究表明,細(xì)胞焦亡的發(fā)生存在2 種機(jī)制[20]:①經(jīng)典途徑,依賴于胱天蛋白酶1的激活,進(jìn)而通過pro-IL-1β和pro-IL-18蛋白水解誘導(dǎo)IL-1β和IL-18成熟。此外,胱天蛋白酶1還可裂解消皮素D(gasdermin D,GSDMD)。GSDMD是胱天蛋白酶11 和胱天蛋白酶1 的特異性底物,可被切割生成N 端GSDMD(GSDMD-N)和C 端GSDMD(GSDMD-C)。而GSDMD-N 是一種活性成孔蛋白,可促進(jìn)膜孔形成,引發(fā)炎癥因子釋放和細(xì)胞焦亡[21];②非經(jīng)典途徑,不依賴于胱天蛋白酶1,人類細(xì)胞中的胱天蛋白酶4 和胱天蛋白酶5 以及小鼠細(xì)胞中的胱天蛋白酶11 取代了胱天蛋白酶1,直接切割GSDMD 并引發(fā)細(xì)胞焦亡[22]。事實(shí)上,一旦被激活,NLRP3 會自我寡聚并招募銜接蛋白ASC,后者會自我結(jié)合成螺旋狀纖維組裝體,充當(dāng)胱天蛋白酶1 前體的切割和激活平臺。然后,活化的胱天蛋白酶1 介導(dǎo)促炎細(xì)胞因子的成熟和分泌,包括IL-1β 和IL-18。NLRP3 可識別來自病原體以及環(huán)境或宿主的因子;宿主細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中的多種內(nèi)源性損傷信號可激活NLRP3炎癥小體,如膽固醇、ATP、β-淀粉樣蛋白和尿酸單鈉晶體。因此,NLRP3 炎癥小體不僅在宿主抵抗病原體方面發(fā)揮重要作用,還介導(dǎo)各種炎癥性疾病的發(fā)生,包括CLI、非酒精性脂肪性肝炎、2 型糖尿病、動脈粥樣硬化、痛風(fēng)和脂肪肝病,表明NLRP3 可能成為上述疾病的潛在干預(yù)靶點(diǎn)。

3 天然產(chǎn)物靶向NLRP3防治化學(xué)性肝損傷

CLI 是反應(yīng)性代謝物被相應(yīng)的酶代謝后形成的,反應(yīng)性代謝物可與細(xì)胞蛋白結(jié)合或觸發(fā)細(xì)胞脂質(zhì)過氧化,引起氧化應(yīng)激和肝細(xì)胞壞死,從而激活炎癥反應(yīng)。CLI一般由藥物、四氯化碳(carbon tetrachloride,CCl4)和乙醇等化學(xué)性肝毒物引起,其損傷程度與接觸這些物質(zhì)的劑量和時(shí)間呈正相關(guān)。如今,CLI發(fā)病率越來越高,可進(jìn)一步發(fā)展為急性肝衰竭(acute liver failure,ALF)和死亡,已成為世界范圍內(nèi)的公共衛(wèi)生問題,越來越多的學(xué)者致力于探索有效改善肝損傷的藥物。不同于化學(xué)合成藥物,天然產(chǎn)物具有安全、有效和廉價(jià)的優(yōu)勢[23]。許多從藥用植物中分離的天然產(chǎn)物通過調(diào)節(jié)NLRP3 炎癥途徑,對多種化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)的肝損傷具有有益作用。

3.1 藥物誘導(dǎo)的肝損傷

藥物性肝損傷(drug-induced liver injury,DILI)是CLI 的一種類型,能造成肝功能衰竭,其表型復(fù)雜,包括幾乎所有目前已知的肝損傷類型,嚴(yán)重程度包括從肝生物化學(xué)的無癥狀升高到黃疸、暴發(fā)性肝衰竭甚至死亡[24]。DILI 可大致分為“特異質(zhì)”和“內(nèi)源性”2 類:特異質(zhì)性DILI 與藥物劑量無關(guān)且難以預(yù)防和診斷,為作用于肝的藥物不良反應(yīng),發(fā)病率和病死率均較高;內(nèi)源性DILI 多是由藥物或其代謝產(chǎn)物直接引起的損傷,與藥物服用劑量有關(guān),其發(fā)生是可預(yù)測的,最典型的代表是對乙酰氨基酚(acetaminophen,APAP)誘發(fā)的肝損傷[25]。APAP作為一種用于控制疼痛和發(fā)熱的非處方藥,過高劑量會引起急性肝損傷甚至肝衰竭。APAP 過量時(shí)經(jīng)細(xì)胞色素P450 同工酶E1(cytochrome P450 2E1,CYP2E1)代謝成為N-乙酰-對-苯醌亞胺(N-acetylp-benzoquinone imine,NAPQI)的過程中會產(chǎn)生超氧陰離子,使ROS/活性氮(reactive nitrogen species,RNS)產(chǎn)生增加,超出抗氧化系統(tǒng)的清除能力,使機(jī)體處于氧化應(yīng)激狀態(tài),激活NLRP3 炎癥小體,最終導(dǎo)致肝細(xì)胞損傷[26]。

黃芩苷(baicalin)是一種黃酮類化合物,從常用中草藥黃芩的干燥根提取而得,具有較好的調(diào)節(jié)脂質(zhì)、抗氧化、調(diào)節(jié)胰島素水平和功能、抗炎、保護(hù)心肌細(xì)胞等多種生物學(xué)功效[27],其通過Nrf2依賴的方式調(diào)節(jié)NLRP3炎癥小體,從而減輕APAP誘導(dǎo)的肝損傷。研究表明,在Nrf2基因敲除小鼠中,黃芩苷對APAP誘導(dǎo)的肝活化胱天蛋白酶1和IL-18 表達(dá)水平降低以及肝內(nèi)出血、核固縮和肝細(xì)胞壞死的緩解作用全部減弱。此外,黃芩苷可通過誘導(dǎo)細(xì)胞質(zhì)中Nrf2累積,導(dǎo)致NLRP3炎癥小體激活,進(jìn)而使IL-18表達(dá)增加,從而誘導(dǎo)肝細(xì)胞增殖,促進(jìn)肝再生,減輕APAP誘導(dǎo)的急性肝損傷[28](圖1)。

圖1 化學(xué)性肝損傷中核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3(NLRP3)炎癥小體作用機(jī)制及天然產(chǎn)物的潛在分子靶點(diǎn).PAMP:病原體相關(guān)分子模式;DAMP:損傷相關(guān)分子模式;TLR4:Toll樣受體4;MAPK:絲裂原激活蛋白激酶;Nrf2:轉(zhuǎn)錄因子核因子E2相關(guān)因子2;ARE:抗氧化反應(yīng)元件;IL-1β:白細(xì)胞介素1β;Keap1:Kelch 樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白1;HO-1:抗氧化酶血紅素加氧酶1;NQO1:NAD(P)H 醌氧化還原酶1;pro-IL-1β:IL-1β 前體;mtROS:線粒體活性氧;TXNIP:硫氧還蛋白相互作用蛋白;ASC:斑點(diǎn)樣蛋白;pro-caspase-1:胱天蛋白酶1 前體;GSDMD:消皮素D;N-GSDMD:氨基末端GSDMD;LPS:脂多糖;TNF:腫瘤壞死因子;RIP1:受體相互作用蛋白1;p-MLKL:磷酸化修飾混合譜系激酶結(jié)構(gòu)域樣蛋白;APAP:對乙酰氨基酚;CCl4:四氯化碳;LPS/D-GalN:脂多糖聯(lián)合D-半乳糖胺.圖中數(shù)字表示作用于NLRP3炎癥小體的天然產(chǎn)物對應(yīng)的參考文獻(xiàn).

五味子是虎耳草科苗族藥用和食用植物,廣泛分布于中國。山奈酚(kaempferol)是五味子中的主要類黃酮成分,具有廣泛的生物活性[29],如抗氧化、抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和炎癥反應(yīng)、阻止細(xì)胞凋亡。據(jù)報(bào)道,山奈酚主要通過抑制高遷移率族蛋白B1(high mobility group protein B1,HMGB1)/TLR4/NF-κB 信號通路,下調(diào)CYP2E1 蛋白表達(dá),上調(diào)HO-1 和NAD(P)H 醌氧化還原酶1(NQO1)蛋白表達(dá),恢復(fù)抗氧化來抑制NLRP3 炎癥小體的激活,最終達(dá)到保肝作用[30](圖1)。

3.2 四氯化碳誘導(dǎo)的肝損傷

CCl4是一種經(jīng)典的肝毒性化學(xué)物質(zhì),其引起的肝損傷與臨床上ALF 密切相關(guān),被廣泛用于肝毒性評估和制備動物模型篩選抗肝損傷藥物[31]。目前普遍認(rèn)為CCl4導(dǎo)致肝損傷的主要機(jī)制與CCl4本身及其自由基代謝產(chǎn)物有關(guān)。在肝內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中存在的多種形式的CYP450 酶中,CYP2E1 被認(rèn)為是CCl4生物活性和CCl4介導(dǎo)的肝損傷相關(guān)的關(guān)鍵代謝酶。CCl4一旦形成三氯甲基自由基,則與分子氧反應(yīng),形成劇毒的三氯甲基過氧自由基;然后攻擊膜脂中的多不飽和脂肪酸,從而發(fā)生連鎖反應(yīng),導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化,進(jìn)而產(chǎn)生過量ROS,導(dǎo)致肝細(xì)胞受損,引起肝損傷[32]。受損肝細(xì)胞的細(xì)胞內(nèi)容物釋放到細(xì)胞外環(huán)境中,可觸發(fā)NLRP3 炎癥小體激活,進(jìn)一步促進(jìn)CCl4誘導(dǎo)的肝損傷的炎癥反應(yīng)[33]。研究表明,經(jīng)CCl4處理的C57BL/6 小鼠肝中CYP2E1 基因和蛋白表達(dá)水平及NLRP3炎癥小體成分表達(dá)均升高。

從植物紅景天中提取的活性成分紅景天苷(salidroside)能通過下調(diào)CYP2E1 表達(dá),減少脂質(zhì)過氧化和抑制NLRP3 炎癥小體激活,從而保護(hù)小鼠免受CCl4誘導(dǎo)的急性肝損傷[28]。從冬凌草中提取的一種天然化合物冬凌草甲素(oridonin)越來越受到人們的關(guān)注。冬凌草甲素能夠減少促炎細(xì)胞因子生成,抑制肝細(xì)胞凋亡,具有肝保護(hù)活性。此外,冬凌草甲素能夠增加肝CYP450 酶的表達(dá)和活性水平。體外實(shí)驗(yàn)表明,冬凌草甲素降低肝星狀細(xì)胞(hepatic stellate cell,HSC)中NLRP3 炎癥小體的激活,提示其可靶向HSC 中NLRP3 炎癥小體降低CCl4誘導(dǎo)的肝纖維化[34](圖1)。有研究表明,在損傷刺激下觸發(fā)的細(xì)胞焦亡水平與肝損傷的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。存在于十字花科蔬菜的天然化合物異硫氰酸苯乙酯(phenethyl isothiocyanate)以GSDMD 為靶點(diǎn),降低細(xì)胞焦亡標(biāo)志蛋白水平,如NLRP3、活化的胱天蛋白酶1和GSDMD,抑制細(xì)胞焦亡,以濃度依賴性方式減輕刀豆蛋白A 誘導(dǎo)的炎癥性肝損傷和CCl4誘導(dǎo)的CLI[35](圖1)。上述結(jié)果表明,天然產(chǎn)物不僅可清除自由基,抑制脂質(zhì)過氧化,還可阻止細(xì)胞焦亡,從而阻斷NLRP3 炎癥小體激活。

3.3 酒精誘導(dǎo)的肝損傷

由酒精濫用引起的酒精性肝?。╝lcohol-associated liver disease,ALD)在全球普遍存在,對公共衛(wèi)生構(gòu)成嚴(yán)重威脅[36]。乙醇主要在肝代謝,長期飲酒可促使肝脂肪變性的形成,即ALD 的早期階段,隨后可進(jìn)一步惡化為ALD,最終發(fā)展為肝硬化[37]。通常,ALD 的特征是肝細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)異常脂質(zhì)沉積和炎癥反應(yīng),伴有促炎細(xì)胞因子如IL-1β 水平升高[38]。目前,雖已確定了ALD 發(fā)展過程中的幾個(gè)關(guān)鍵事件,如肝炎和氧化應(yīng)激增加被認(rèn)為在ALD 的發(fā)展中起關(guān)鍵作用[39],但該疾病的詳細(xì)病理機(jī)制及其與其他風(fēng)險(xiǎn)因素(如年齡、肥胖和吸煙)的相互作用仍然難以確定。隱丹參酮(cryptotanshinone)作為中藥丹參的一個(gè)重要有效成分,是NLRP3 炎癥小體的特異性抑制劑。隱丹參酮通過阻斷Ca2+信號,誘導(dǎo)線粒體ROS 生成,后者是NLRP3 炎癥小體的重要上游激活信號分子。在體內(nèi),隱丹參酮可減弱小鼠模型中胱天蛋白酶1 激活和IL-1β 分泌,進(jìn)而治療NLRP3 炎癥小體相關(guān)的炎癥性疾?。?0]。深入研究發(fā)現(xiàn),急性和慢性乙醇處理增加ROS/RNS 的產(chǎn)生,同時(shí)降低細(xì)胞抗氧化防御水平。氧化應(yīng)激增加可能導(dǎo)致肝脂質(zhì)過氧化、炎癥、細(xì)胞凋亡和壞死,形成一個(gè)正反饋回路,顯著加重ALD 程度。硫氧還蛋白相互作用蛋白(thioredoxin-interacting protein,TXNIP)是肝氧化應(yīng)激的促進(jìn)劑之一[41],它可分別抑制細(xì)胞質(zhì)和線粒體中的硫氧還蛋白1 和2。據(jù)報(bào)道,在慢性乙醇處理大鼠正常肝細(xì)胞系BRL-3A 前用傳統(tǒng)中藥寧夏枸杞(Lycium BarbarumL.)預(yù)處理,可顯著減輕24 h 乙醇暴露誘導(dǎo)的TXNIP 過表達(dá)、細(xì)胞凋亡增加、炎癥細(xì)胞因子分泌、NLRP3炎癥小體激活、ROS 產(chǎn)生和抗氧化酶表達(dá)降低,而TXNIP 的沉默抑制激活的NLRP3 炎癥小體,增加氧化應(yīng)激,加重細(xì)胞凋亡;表明寧夏枸杞以TXNIP依賴的方式抑制NLRP3 炎癥小體的激活,從而減輕酒精誘導(dǎo)的肝損傷[42]。此外,TXNIP 增加也能促進(jìn)胱天蛋白酶1 介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡通路,提示細(xì)胞焦亡可能是ALD 發(fā)展的另一個(gè)重要因素。中藥琴葉榕(Ficus pandurataHance)根不同溶劑提取物具有肝保護(hù)作用。研究發(fā)現(xiàn),琴葉榕根水提物可更有效抑制肝損傷模型中NLRP3、胱天蛋白酶1 和IL-1β表達(dá)升高,從而緩解過量攝入乙醇誘導(dǎo)的肝損傷,這可能與抑制細(xì)胞焦亡通路有關(guān)[43]。上述結(jié)果表明,天然產(chǎn)物以氧化應(yīng)激依賴的方式抑制NLRP3炎癥小體的激活,降低細(xì)胞焦亡,從而減輕酒精誘導(dǎo)的肝損傷。

3.4 脂多糖與D-半乳糖胺協(xié)同作用誘導(dǎo)的肝損傷

LPS 是一種基于葡萄糖胺的糖脂,是革蘭陰性細(xì)菌外壁的一種成分,可誘導(dǎo)炎癥反應(yīng),導(dǎo)致肝損傷[44]。D-半乳糖胺(D-galactosamine,D-GalN)是一種氨基糖,可抑制RNA 合成,并增強(qiáng)肝對LPS 毒性的敏感性[45],其與LPS 協(xié)同作用時(shí)可造成肝細(xì)胞廣泛凋亡、壞死而引起ALF,其特點(diǎn)是誘導(dǎo)全身炎癥和過氧化應(yīng)激反應(yīng),與人類暴發(fā)性ALF 相似。因此,LPS 和D-GalN(LPS/D-GalN)聯(lián)合使用已被接受為探索臨床肝衰竭機(jī)制和篩選潛在治療藥物的常用方法之一[46]。因此,抑制炎癥和(或)氧化應(yīng)激可能是緩解急性肝損傷發(fā)展的潛在方法[47]。此外,氧化應(yīng)激還通過激活促炎癥途徑加速炎癥反應(yīng),包括NLRP3炎癥小體途徑。

瑞香素(daphnetin)是白瑞香(Daphne papyraceaWall. ex Steud.)的主要有效成分,具有多種藥理作用,尤其是抗炎作用。瑞香素可通過激活自噬、抑制NF-κB 和MAPK 信號通路、阻斷NLRP3炎癥小體激活來調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng),從而減輕LPS/D-GalN 誘導(dǎo)的ALF[48]。從新疆甘草(Glycyrrhiza uralensisFisch)中分離得到的甘草查耳酮A(licochalcone A)通過抑制TXNIP/NLRP3 以及TLR4/MAPK 和NF-κB 信號通路,有效緩解LPS 誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。同時(shí),甘草查耳酮A 誘導(dǎo)Nrf2 上調(diào),并促進(jìn)AMP 活化蛋白激酶——轉(zhuǎn)錄因子EB 信號的自噬,這可能有助于其肝保護(hù)活性[49]。LPS/D-GalN觸發(fā)肝細(xì)胞死亡,包括凋亡和壞死。壞死性凋亡是一種新型的促炎細(xì)胞死亡模式,稱為“程序性壞死”。RIP1 和RIP3 激酶相互作用形成RIP1/RIP3復(fù)合物,促進(jìn)混合譜系激酶結(jié)構(gòu)域樣蛋白(mixed lineage kinase domain-like protein,MLKL)的招募和磷酸化。p-MLKL 轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜上,導(dǎo)致膜破裂和細(xì)胞壞死,HMGB1 和IL-33 等DAMP 釋放,從而誘導(dǎo)NLRP3 炎癥小體激活。據(jù)報(bào)道,梔子(Gardenia jasminoidesJ. Ellis)果實(shí)中的主要活性化合物京尼平(genipin)降低LPS/D-GalN 誘導(dǎo)的RIP3、磷酸化RIP1和RIP3蛋白表達(dá)以及RIP1/RIP3壞死體復(fù)合物增加,類似于壞死性凋亡抑制劑的作用。同時(shí),京尼平減弱LPS/D-GalN 誘導(dǎo)NLRP3 炎癥體成分表達(dá),并降低肝和血清IL-1β 水平。研究表明,京尼平通過抑制壞死性凋亡介導(dǎo)炎癥相關(guān)信號通路,改善LPS/D-GalN誘導(dǎo)的肝細(xì)胞損傷[50]。

綜上所述,天然產(chǎn)物能夠抑制炎癥細(xì)胞因子,減弱NLRP3 炎癥小體的激活發(fā)揮保肝活性,靶向NLRP3炎癥小體可成為治療CLI的潛在靶點(diǎn)。

4 結(jié)語

NLRP3炎癥小體作為一種體內(nèi)平衡傳感器,充當(dāng)“細(xì)胞哨兵”,由病原體以及宿主細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中的多種內(nèi)源性損傷信號如膽固醇和ATP 觸發(fā)。觸發(fā)后,促使炎癥細(xì)胞因子釋放,并誘導(dǎo)炎癥細(xì)胞死亡,其激活在CLI的發(fā)病機(jī)制中尤為重要。長期以來一直被視為潛在肝保護(hù)劑的天然產(chǎn)物,廣泛存在于植物、蔬菜和水果中,具有減少炎癥、細(xì)胞焦亡及誘導(dǎo)自噬的作用,且調(diào)節(jié)多種信號分子抑制NLRP3 炎癥小體激活,有望成為NLRP3 炎癥小體抑制劑的候選物,用于預(yù)防和治療CLI。然而由于天然產(chǎn)物成分較多,分子作用機(jī)制復(fù)雜,在肝損傷方面的研究更多是基于細(xì)胞或者動物模型完成的,對于其臨床療效和潛在的不良反應(yīng)還需要進(jìn)一步探究。在此基礎(chǔ)上,繼續(xù)深入研究NLRP3 炎癥小體活化和調(diào)控的具體機(jī)制,可為臨床診斷和治療肝病提供新的方法和途徑。

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