DOI:10.20047/j.issn1673-7210.25110457
中图分类号:R711.71
赵桢1, 刘芳媛2, 韩凤娟2
| 【作者机构】 | 1黑龙江中医药大学第一临床医学院; 2黑龙江中医药大学附属第一医院妇科三科 |
| 【分 类 号】 | R711.71 |
| 【基 金】 | 中医药循证能力提升项目(国中医药科技中药便函〔2023〕24号)。 |
子宫内膜异位症(endometriosis,EMs)是一种雌激素依赖性慢性妇科炎症疾病,其特征为子宫内膜组织在子宫腔以外部位生长,伴随慢性炎症反应及疼痛等症状。近年来其发病率呈上升趋势,严重影响10%~15%育龄女性的生活质量和生殖健康[1]。目前西医治疗以激素类药物及手术为主,但存在复发率高、不良反应明显等局限性。EMs发病机制复杂,涉及异位内膜细胞的异常增殖、侵袭、凋亡抵抗及持续的炎症-免疫失衡。随着对EMs病理生理研究的深入,免疫清除功能障碍与炎症反应被认为是驱动疾病进展和症状发生的核心环节。
核苷酸结合寡聚结构域样受体蛋白(nucleotidebinding oligomerization domain-like receptors protein,NLRP)3炎症小体是先天免疫系统中的核心要素之一,其激活能促进促炎性细胞因子的成熟和释放,并诱导细胞焦亡,在EMs的发生和发展中起重要作用[2]。中医药凭借整体调节与个体化治疗优势,在缓解EMs症状、降低复发率方面显示出良好疗效。中医药可有效干预NLRP3/Caspase-1/GSDMD等细胞焦亡核心信号通路,抑制NLRP3炎症小体的活化,减少细胞焦亡依赖性炎症因子的释放,调节免疫微环境的平衡,从而减轻病灶炎症反应及组织损伤,以达到防治EMs的作用。本文基于NLRP3炎症小体与EMs的病理关联,重点归纳中药活性成分及复方通过抑制NLRP3炎症小体活化治疗EMs的研究进展,为探索中医药防治EMs的作用机制和临床开发提供理论参考。
NLRP3炎症小体是先天免疫系统中的关键多蛋白复合物,由NLRP3、凋亡相关斑点样蛋白质和前体Caspase-1组成,能感知危险信号并激活炎症反应与细胞焦亡,从而清除病原体及异常细胞[3]。NLRP3炎症小体的激活是一个复杂且高度精细调控的细胞过程,遵循经典的“双信号”激活模式[4]。启动信号由病原体相关分子模式或损伤相关分子模式所触发,经NF-κB信号通路上调NLRP3及前体白细胞介素(interleukin,IL)-1β/前体IL-18的表达,完成炎症小体组装的分子准备。激活信号则由K+外流、活性氧产生、线粒体损伤等胞内应激触发,诱导NLRP3寡聚化,并通过凋亡相关斑点样蛋白质激活Caspase-1。活化的Caspase-1一方面促进IL-1β和IL-18的成熟与分泌,发挥强烈的炎症反应;另一方面切割GSDMD,释放大量炎症内容物,诱发细胞焦亡。该过程的精确调控对宿主防御至关重要,过度激活则与多种炎症性疾病的发生和发展密切相关[5]。NLRP3炎症小体的“双信号”激活过程见图1。
图1 NLRP3炎症小体的“双信号”激活过程(图像绘制:BioRender)
NLRP3炎症小体的异常活化是驱动EMs慢性炎症微环境形成的关键。NLRP3炎症小体激活后,活化的Caspase-1促进IL-1β和IL-18的产生并释放至细胞外。研究显示,伴随NLRP3的活化,EMs腹腔液及病灶局部IL-1β和IL-18水平显著升高,这些因子不仅是强效的致炎因子,而且能进一步激活NF-κB等经典炎症通路,形成正反馈循环,导致炎症反应的级联放大,共同营造一个有利于EMs异位病灶生长的炎症微环境,可上调基质金属蛋白酶的表达增强其侵袭能力,同时能促进异位内膜细胞的生长、迁移、黏附和血管形成,并招募更多的免疫细胞到病灶部位,这些被招募的免疫细胞本身又可被激活并分泌更多的炎症因子,甚至激活NLRP3炎症小体,从而加剧炎症反应和疾病进展[6]。
NLRP3炎症小体的异常活化在EMs的免疫调节紊乱中起重要作用。当经血逆流至腹腔,异位子宫内膜碎片作为异物被识别,激活先天与适应性免疫系统,募集巨噬细胞、T淋巴细胞、中性粒细胞等多种免疫细胞,形成局部免疫微环境[7]。在这一过程中,NLRP3炎症小体的异常活化进一步加剧免疫失衡,能诱导巨噬细胞向促炎性M1表型极化,从而增强其组织破坏与炎症介质的释放[8]。同时,NLRP3炎症小体通过促进辅助性T细胞17分化,并抑制调节性T细胞功能,导致T淋巴细胞功能失衡,进而放大局部及全身的免疫病理反应。刘怡瑾等[9]研究显示,EMs的临床分期与免疫调节细胞失衡程度呈正相关,提示NLRP3信号通路介导的免疫失调是疾病严重程度的重要标志。Guo等[10]研究显示,NLRP3炎症小体可募集并激活包括巨噬细胞与T淋巴细胞在内的多种免疫细胞,共同促成EMs小鼠模型的免疫功能障碍。由此可见,NLRP3炎症小体通过调控巨噬细胞极化与T淋巴细胞亚群平衡,深度参与EMs免疫微环境的形成和恶化。
氧化应激和线粒体功能障碍是NLRP3炎症小体异常激活的关键驱动因素,在EMs的病理过程中发挥重要作用。在EMs患者盆腔腹膜液和异位病灶中,活性氧水平升高,氧化应激加剧,通过多种机制促进NLRP3炎症小体的组装和活化,进而促使IL-1β和IL-18等关键促炎行细胞因子的成熟与释放,这一系列反应不仅放大局部的炎症级联,还通过改变免疫细胞功能、促进血管生成及增强病灶侵袭能力等多重途径,共同推动子宫内膜异位组织的黏附、存活与生长,最终加剧疾病的病理进展与临床症状。同时,EMs病灶中的异位内膜细胞常伴随线粒体功能障碍,其结构损伤与功能紊乱,不仅导致活性氧过度生成及氧化应激,还可能释放破坏细胞稳态,进一步激活NLRP3炎症小体,触发炎症反应,这种激活机制在EMs腹腔微环境中持续存在,为异位内膜的存活、增殖提供关键的炎症支持[11]。
细胞焦亡作为NLRP3炎症小体活化后的关键效应事件,在EMs的炎症微环境维持与恶化中扮演执行者角色。当EMs病灶微环境中的危险信号激活NLRP3炎症小体后,活化的Caspase-1可切割GSDMD蛋白,导致细胞肿胀破裂,释放大量的IL-1β与IL-18。研究显示,在EMs患者的异位病灶及腹腔液中,NLRP3、Caspase-1、GSDMD等焦亡因子表达均显著上调,因焦亡而释放的炎症介质可能进一步刺激周围细胞,激活更多的NLRP3炎症小体,从而形成一个“焦亡-炎症介质释放-进一步焦亡”的自我放大环路,持续加剧局部炎症反应,促进EMs异位病灶的存活与生长[12]。
3.1.1 直接抑制NLRP3炎症小体组装与焦亡执行 部分中药活性成分能直接靶向NLRP3炎症小体复合物的核心组件,阻断其激活。姜黄素作为一种从姜科植物姜黄根茎中提取的天然多酚类物质,展现出包括抗炎、抗氧化及神经保护在内的多种生物学活性特点。Ding等[13]研究显示,姜黄素通过抑制NLRP3炎症小体组装治疗EMs的分子机制,发现姜黄素可通过降低活性氧、丙二醛水平并升高超氧化物歧化酶水平以发挥抗氧化作用,直接抑制NLRP3炎症小体的组装,并下调其下游的Caspase-1与GSDMD活化,最终减少IL-1β、IL-18的分泌,抑制细胞焦亡,从多环节抑制异位病灶进展并改善炎症状态,遏制EMs发展。竹节人参皂苷ⅣA是源自五加科竹节参根茎的三萜皂苷类物质,具有抗氧化、抗血栓等多种药理作用。Huang等[14]通过体内外实验发现竹节人参皂苷ⅣA可抑制EMs异位病灶的生长,缓解疼痛,并能显著下调NLRP3、Caspase-1、GSDMD等细胞焦亡关键蛋白的表达和降低IL-1β、IL-6、肿瘤坏死因子-α等炎症因子水平,提示竹节人参皂苷ⅣA是通过抑制NLRP3炎症小体的活化,进而阻断细胞焦亡及后续炎症级联反应,最终实现抑制病灶发展和缓解疼痛的双重疗效。
3.1.2 调节信号通路实现间接调控 活性成分可通过调控NLRP3的关键信号通路,间接而有效地抑制其活化。川芎嗪是源自传统中药材川芎的一种生物碱类活性成分,展现抗炎活性、促进血管舒张及保护心脑血管等多种药理作用。Xu等[15]研究显示,川芎嗪在抑制NLRP3及Caspase-1、GSDMD-N等焦亡相关蛋白表达的同时,能抑制NF-κB的活化,阻断“焦亡-炎症”恶性循环,有效降低血清中肿瘤坏死因子-α、IL-6、IL-2和IL-10炎症水平,显著缩小异位病变的体积。丹皮酚是从牡丹皮中提取的酚类化合物,具有抗氧化、镇痛等多种生物活性。杜秀芳等[16]研究显示,丹皮酚在抑制NLRP3、Caspase-1和GSDMD等焦亡水平的同时,能激活细胞内Nrf2/HO-1抗氧化信号轴,进而抑制IL-6、肿瘤坏死因子-α、IL-1β和IL-18等炎症因子的释放,从而缓解机体炎症状态,抑制异位细胞的增殖、迁移和侵袭,调控异位细胞恶性行为发挥治疗作用。
3.1.3 协同其他细胞程序性死亡参与生物过程 部分活性成分展现出同时调控不同细胞程序性死亡的能力,形成协同治疗效应。漆黄素是从葡萄、草莓、苹果等多种水果及洋葱、黄瓜等蔬菜中提取的一种天然多酚,具有显著的抗氧化、抗炎、抗肿瘤等多种生物活性。Arangia等[17]研究显示,漆黄素可通过抑制NF-κB信号通路阻断NF-κB/NLRP3信号轴,抑制细胞焦亡与过度炎症反应,又能通过下调Bcl-2的表达,上调Bax、Caspase-3的表达,激活线粒体凋亡途径,这种同时抑制促生存焦亡和促进促死亡凋亡的双重作用,对清除异位内膜细胞产生协同效应。
3.2.1 协同抑制核心焦亡通路并改善证候 中药复方能通过多种成分的协同,更全面、强效地作用于焦亡通路,改善证候。良方温经汤出自《妇人大全良方》,由人参、桂心、牡丹皮、甘草、半夏、当归、川芎、芍药、莪术、牛膝、甘草组成。张强等[18]将良方温经汤作用于EMs大鼠模型,发现其可通过抑制NLRP3/Caspase-3/GSDMD介导的细胞焦亡,减小异位病灶体积及下调IL-18、IL-1β、肿瘤坏死因子-α等炎症因子表达,改善盆腔炎症微环境,临床治疗寒凝血瘀型EMs的效果显著。
3.2.2 整合调节疼痛与纤维化等关键继发病理 中药复方的优势在于能同时干预EMs的多个核心症状和并发症,体现多靶点整合治疗的特点。加味少腹逐瘀汤由少腹逐瘀汤加三棱、莪术、土鳖虫等活血消癥药而成,临床治疗EMs的效果显著。张作良等[19]研究显示,加味少腹逐瘀汤可通过抑制TRL4/NF-κB/NLRP3信号通路介导的细胞焦亡,显著降低IL-1β、IL-18、转化生长因子-β等炎症因子水平,改善EMs腹腔炎症环境,从而在缓解疼痛、抑制异位内膜组织纤维化和控制病灶发展等方面发挥治疗作用。宁心缓痛汤是闫宏宇教授治疗EMs痛经的临床经验方,由合欢花、合欢皮、牛膝、夏枯草、远志、香附、川楝子、茯苓、补骨脂等组成。司晴等[20]研究显示,宁心缓痛汤在抑制NLRP3炎症小体和IL-1β、转化生长因子-β等炎症因子的同时,还能调节疼痛介质前列腺素F2α与前列腺素E2的平衡,可呈剂量依赖性地改善大鼠的疼痛行为,减少扭体次数,延长疼痛潜伏期,并减轻异位病灶组织中的炎症细胞浸润。
3.2.3 重塑免疫-炎症微环境 中医药在恢复EMs免疫-炎症平衡方面具有独特优势。蔡氏内异方是蔡小荪教授治疗EMs的经验方,由桂枝茯苓丸加莪术、水蛭、皂角刺等活血消癥和散结通络之品而成。杭远远等[21]采用子宫内膜自体移植法建立EMs大鼠模型,发现蔡氏内异方可通过抑制NLRP3炎症小体介导的细胞焦亡,阻断后续炎症级联反应,降低IL-18、IL-1β等炎症因子水平,调节免疫细胞功能,重塑免疫-炎症平衡,缩小异位病灶体积。
总之,中药活性成分及复方可通过多靶点、多层次的作用方式,精准干预NLRP3/Caspase-1/GSDMD等细胞焦亡信号通路,抑制NLRP3炎症小体的激活,减轻氧化应激和调节线粒体功能,调节免疫微环境,减轻炎症反应,从而发挥抗EMs作用。
EMs是一种雌激素依赖性慢性妇科炎症疾病,其发病机制复杂,涉及多种病理过程,免疫-炎症反应失衡在其中起重要作用。NLRP3炎症小体作为先天免疫系统中的关键多蛋白复合物,通过介导促炎性细胞因子的释放和诱导细胞焦亡,在EMs的炎症微环境构建、病灶黏附与侵袭等关键病理环节中发挥重要作用。中药活性成分及复方可通过有效干预NLRP3/Caspase-1/GSDMD等细胞焦亡核心信号通路,抑制NLRP3炎症小体的活化,减轻局部炎症反应,参与调节氧化应激和线粒体功能,以及调节机体免疫功能,从而延缓EMs进展,为深入探索中医药防治EMs的作用机制和临床开发提供理论参考。
目前,中医药在调节NLRP3炎症小体防治EMs中取得诸多成果,但仍存在一定的局限性,如NLRP3炎症小体在EMs中的具体激活模式、精确调控机制及其与异位病灶存活、增殖、侵袭和疼痛发生间的直接关联,缺乏系统性、深入的阐明。此外,中药复方多成分、多靶点的特点使其作用机制复杂,现有研究多局限于体外或动物实验,缺乏高质量的临床证据,模型局限性也制约研究成果的临床转化。未来应借助蛋白质组学、转录组学、代谢组学等技术,同时构建多种模型,着力探索中医药对NLRP3炎症小体的调节作用并阐明其分子机制,构建出“中药成分-潜在靶点-信号通路-表型效应”的复杂相互作用网络,为EMs的防治提供新思路与策略。
利益冲突声明:本文所有作者均声明不存在利益冲突。
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Research progress on traditional Chinese medicine and pharmacy regulating NLRP3 inflammasome in the treatment of endometriosis
赵桢(1994.8-),女,黑龙江中医药大学第一临床医学院2023级中医妇科学专业在读博士研究生;研究方向:中西医结合治疗妇科肿瘤。
[通讯作者] 韩凤娟(1971.3-),女,博士,教授,主任医师,博士生导师;研究方向:中西医结合治疗妇科肿瘤。
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