核苷酸结合寡聚结构域样受体蛋白3炎症小体在妇科疾病中的研究进展

冯晓玲 朱娣 张杨

固有免疫系统是机体抵御病原微生物等有害物质入侵的首要保护性屏障，当机体受到病原感染和外伤等刺激后可产生一系列病理生理反应，被称为炎症反应。一般情况下，炎症反应是固有免疫系统为清除机体内有害刺激和进行组织修复时所产生的一种保护性免疫应答。然而，不适当的或慢性的炎症体的激活会导致过度的炎症，并加重组织损伤，进而引起炎症相关疾病的发生。据报道，核苷酸结合寡聚结构域样受体蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3,NLRP3)炎症小体在许多疾病如消化系统疾病[1-2]、呼吸系统疾病[3]、泌尿系统疾病[4]、循环系统疾病[5]、代谢性疾病[6]以及中枢神经系统[7]等疾病中均发挥着重要作用。近年来，有研究发现[8]，NLRP3炎症小体及其相关的炎症介质(IL-1β和IL-18)与一些妇科疾病的发病机制有一定相关性。本文总结了NLRP3炎症小体的活化和调节机制及其在妇科疾病中的研究进展并进行了综述。

一、NLRP3炎症小体的概述

NLRP3炎症小体是一种大分子量的细胞多蛋白复合物，能够介导炎症过程，是固有免疫系统中重要的参与者[9]。NLRP3炎症小体能够识别病原体相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)和损伤相关分子模式(damage-associated molecular patterns,DAMPs),继而激活半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶-1(caspase-1)，而被活化的Caspase-1进一步促进炎症介质IL-1β和IL-18的成熟和分泌，并能抑制吞噬功能，诱导炎症性固有免疫反应，在宿主防御感染性物质中发挥关键作用[10]。炎症细胞因子的过度分泌会致使细胞凋亡，从而诱发相关疾病的发生。目前已有多种炎症小体如NLRP1、NLRP3、 NLRP4、NLRP6、NLRP7 和NLRP12等被报道，其中NLRP3作为NLR家族中的典型代表，是当前被研究最广泛和最为深透的一种炎症小体。

NLRP3炎症小体由识别分子NLRP3、凋亡相关的小斑点状蛋白(apoptosis-associated speck-like protein,ASC)和效应分子Caspase-1共同组装而成[11]。NLRP3炎症小体主要包括3个结构域，第一种是羧基端的富含亮氨酸重复序列(leucine-rich repeat,LRR)结构域，它能识别相应病原体或危险信号进而启动NLRP3炎症复合体的组装，在配体识别中起重要作用；第二种是核苷酸结合寡聚化结构域(nucleo-tide-binding and oligomerization domain,NACHT)，它在受体蛋白激活过程中具有重要作用；第三种是氨基端的热蛋白结构域(pyrin domain,PYD)，它能够介导下游信号的传输[12]。

相关科学研究普遍认为，NLRP3炎症小体可能有三种激活途径,第一种为钾离子外流激活途径，当细胞内的钾离子外流至细胞外时，细胞膜上会形成孔隙，NLRP3炎症小体的活化物质可通过这些孔隙进入细胞内，从而使NLRP3炎症小体被激活；第二种为溶酶体损伤激活途径，当细胞吞噬掉一些源于细胞外的大颗粒物质后，会损伤细胞内的溶酶体，致使大量溶酶体内容物被释放出来，导致NLRP3炎症小体以直接或间接的方式被激活；第三种为线粒体来源的活性氧(reactive oxygen species,ROS) 激活途径，细胞内ROS可随着PAMPs或DAMPs的侵入而被刺激生成，产生的ROS和硫氧还蛋白互作蛋白(thioredoxin-interacting protein,TXNIP)发生反应,然后从硫氧还蛋白(thioredoxin,TRX)释放,并使得NLRP3炎症小体被激活[13]。还有研究发现，钙离子介导的线粒体损伤也可触发NLRP3炎症细胞的激活[14]，但与钾离子相似，它们的浓度变化是如何活化NLRP3炎症小体的机制尚不清楚，还有待深入研究和鉴定。

迄今为止,有关NLPR3炎症小体的研究取得了较多进展,但其激活及调节的具体机制仍未得到透彻了解，还需要进一步综合利用多种科学方法深入探究其活化进展,以期发现并探索出新的相关蛋白分子和信号通路。同时对于靶向NLRP3炎症小体治疗的临床药物也相对缺乏，因此，在深入探究NLRP3炎症小体激活和调控的同时，根据相应信号通路和关键蛋白分子研发靶向NLRP3炎症小体的小分子药物有可能为妇科疾病以及其他相关疾病提供新的干预治疗策略。

二、NLRP3炎症小体与妇科疾病

1.NLRP3炎症小体与复发性流产(recurrent spontaneous abortion,RSA)：RSA为在28个孕周内与同一性伙伴发生3次或3次以上胎儿丢失[15]。RSA的发生病因复杂多样，其中被明确的因素包括感染因素、免疫因子异常、染色体异常、子宫结构异常、内分泌疾病、生活方式等因素，但其中约50%的RSA的原因仍然无法解释，称为不明原因复发性自然流产(unexplained recurrent spontaneous abortion,URSA)[16]。最近几年，伴随国内二孩政策的实施与发展，高龄妊娠者明显增多，RSA的发病率也在逐步增加，多次妊娠失败使患者的精神压力、身体伤害和经济负担倍增，严重影响了家庭幸福，所以RSA的诊疗必然成为当今生殖学的热点问题。

研究表明，免疫调节失调和炎症反应与女性生殖系统的发病有关，可导致RSA等疾病的发生[17]。炎症小体作为固有免疫的重要参与者促进了炎症反应的发展过程，在免疫应答和疾病发生中起着关键作用。NLRP3炎症小体被激活后，能够促进IL-1β的分泌，从而参与后续的炎症反应。炎症小体的异常激活可能会导致子宫内膜失活，从而导致妊娠早期自然流产。妊娠被认为是一个复杂的过程，而成功的妊娠取决于母体-胎儿界面的免疫耐受是否达到平衡。众所周知IL-1β是存在于母体-胎儿界面的一种重要炎症调控因子，因此 IL-1β可能是调控正常妊娠的一个关键治疗靶点。有研究发现，在有RSA病史的女性患者子宫内膜组织中，NLRP3和ASC蛋白表达水平显著增加，同时，与健康对照组相比，RSA妇女子宫内膜组织中caspase-1活性、IL- 1β和IL-18的分泌均明显增加，这些结果表明NLRP3炎症小体和ASC释放的促炎因子IL- 1β等影响了子宫内膜促炎与抗炎介质之间的动态平衡，从而导致了RSA的发生[18]。高鹏等[19]也发现，RSA女性绒毛和蜕膜组织中NLRP3炎症小体及其下游促炎因子IL-1β的表达均显著增多，但在绒毛组织中二者增加更为显著，表明绒毛滋养细胞可能通过NLRP3炎症小体触发母体炎症反应，从而参与了RSA的发生与发展。最近有研究表明，与健康对照组相比，RSA患者血清caspase-1活性、IL-1β和IL-18活性均显著升高，同时，通过建立RSA小鼠模型，证明了抑制NLRP3炎症小体可以降低流产率，此研究还证实了活化的NLRP3炎症小体可能通过调节辅助性T细胞17(T helper cell 17,Th17)和调节T细胞失衡参与RSA的发生[20]。目前的这些研究结果提示NLRP3炎症小体可能成为治疗RSA的潜在靶点，并为不明原因RSA的病因研究和诊治提供了新思路。

2.NLRP3炎症小体与外阴阴道念珠菌病(vulvovaginal candidiasis,VVC)：VVC是一种主要由念珠菌引起且常见于育龄妇女生殖道的真菌感染性疾病，临床表现为分泌物增多，外阴及阴道灼热、红肿、疼痛且伴有严重的瘙痒，严重时坐卧不安以及性交痛等。其高危因素包括妊娠、糖尿病、糖皮质激素治疗、抗生素治疗以及不洁性生活史等[21]。VVC的高危因素增加了其感染几率。据报道，近年来VVC的发病率正逐年增加[22]，且其失治会出现盆腔炎、不孕症、异位妊娠、自然流产及月经不调等并发症，严重影响着女性日常的生活和健康，因此对于VVC的诊治临床需要有效的措施来应对。

NLRP3炎症小体被认为是具有最广泛激活剂的炎症小体，可以被真菌等多种病原体激活[23]，从而促进阴道细胞中炎症细胞因子IL-1β的分泌，导致VVC的发生与发展。有研究表明，NLRP3广泛表达于VVC妇女的阴道分泌物中，且感染症状明显者阴道分泌物中NLRP3的表达显著高于无症状携带者，提示NLRP3炎症小体可能是引起VVC的关键因素[24]。VVC的诱发因素除真菌外，还被认为与机体的固有免疫和适应性免疫有关，而NLRP3炎症小体作为宿主免疫的重要分子机制可能参与了VVC的发生与发展。黄月娜等[25]研究发现，VVC患者血清及阴道灌洗液中IL-1β和IL-18表达显著高于健康对照组，提示VVC的发病可能与NLRP3的促炎细胞因子IL-1β和IL-18有关，且IL - 1β 作为早期产生的促炎细胞因子，能够促进局部血管扩张，使阴道的免疫屏障受到破坏，从而参与VVC的形成。近年来，有研究通过对VVC小鼠模型进行转录分析发现，NLPR3是介导阴道黏膜对白色念珠菌免疫病理反应的关键信号蛋白[26]，且段强军等[27]也通过实验发现，与正常组相比，VVC模型小组阴道组织中IL-1β、IL-18、NLRP3、ASC、Caspase-1的mRNA表达均明显增加，而经白头翁汤提取物作用后，再与正常组对照，上述物质表达均明显下降，提示NLRP3炎症小体可以成为药物干预VVC的一个潜在靶点，但是其作用机制需要进一步的研究。

3.NLRP3炎症小体与子宫内膜癌(endometrial cancer,EC)：EC是妇科最常见的恶性肿瘤之一，可分为两种不同的亚型，Ⅰ型肿瘤起源于增生的子宫内膜，通常在绝经前后影响妇女，而II型肿瘤发生在绝经后妇女的萎缩性子宫内膜中[28]。随着社会经济的发展和生活方式的改变，EC的发病率呈上升趋势，且更趋向于年轻女性，严重威胁了妇女的健康。

目前，关于EC的发病机制尚未得到清楚的阐述。据报道，子宫内膜细胞恶性转化的主要原因可能是长期受雌激素作用并缺乏孕激素的拮抗，而肥胖、糖尿病、绝经后雌激素替代治疗、未生育、不孕症、卵巢功能障碍、高血压等是EC的高危因素[29]。这些因素使子宫内膜受雌激素刺激的时间增加，在没有孕酮或合成孕激素的情况下接触雌激素，会使子宫内膜细胞的有丝分裂活性增加和DNA复制错误，从而诱发体细胞恶性突变，导致EC的发生。研究发现[30]，EC的发生可能与炎症有一定的相关性。当机体内炎症呈持续状态时，会促进子宫内膜黏附和增殖，使细胞异型增生，从而导致EC的发生。刘双格等[31]研究表明，NLRP3炎症小体及其活化物(ASC、caspase-l、IL-1β)在EC中的表达均显著增加，下调NLRP3会使子宫内膜癌细胞的增值受到抑制；NLRP3表达水平随其效应分子caspase-1与IL-1β的改变而变化，提示NLRP3可能在EC中发挥作用，且在EC中雌二醇(E2)可能通过雌激素受体β(ERβ)上调组织细胞中NLRP3表达，并增加炎性因子的表达水平，促进细胞增殖，增强子宫内膜组织恶性侵袭。但雌激素诱导的子宫内膜恶变的机制还有待深入研究。近年来有研究显示[32]，雌激素能增加炎症因子NLRP1和NLRP3的转录，且这种增加与caspase-l、IL-33、IL-18的变化以及炎症小体激活所需的分子有关,这可能为EC的诊疗提供新思路。

4.NLRP3炎症小体与其他疾病：炎症和持续感染可能导致人类多种恶性肿瘤，除EC外，有证据表明NLRP3炎症小体参与了宫颈癌的发生与发展[33]。人乳头瘤病毒(HPV)能够通过炎症在子宫颈内触发异常的细胞生长，据Pontillo等[34]报道NLRP3基因的一个变异体rs10754558与HPV耐药相关，表明rs10754558与宫颈癌发生有关联。另有报道称[35]，CD200(一种属于免疫球蛋白超家族的膜糖蛋白)可抑制NLRP3和TLR4-NF-κB通路在脂多糖诱导的人宫颈癌细胞株中的表达，提示NLRP3炎症小体对宫颈癌的潜在作用。此外，有研究发现NLRP3炎症小体与急性盆腔炎(APID)相关，且通过抑制NLRP3炎症小体通路，可发挥金刚藤颗粒对APID的治疗作用[36]。

三、结语与展望

综上所述，NLRP3炎症小体作为固有免疫不可分割的部分，能够诱导免疫应答，并参与了妇科疾病如复发性流产、外阴阴道念珠菌病、子宫内膜癌、宫颈癌及慢性盆腔炎等疾病的发生与发展，因此，研发相关生物制剂并阻断NALP3炎性小体激活可能成为防治这些疾病的一个新靶标，但其作用机制还有待深究。此外，为未来临床治疗妇科疾病策略的发展提供新的见解，对解除女性身心痛苦具有重要的意义。近十年来,越来越多的文献报道了关于炎症小体方面的研究，并已取得较大进展，但是有关NLRP3炎症小体在妇科相关疾病中的研究不甚广泛，因此鼓励更多与此相关的研究。