余學(xué)海， 陳本棟， 劉伊敏， 馬勇新， 張旭升， 周紅才， 馬海燕

1 寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院 a. 小兒外科， b. 肝膽外科， 銀川 750000

2 寧夏醫(yī)科大學(xué)， 銀川 750000

在全球范圍內(nèi)，癌癥被認(rèn)為是主要的公共衛(wèi)生事件之一，肝細(xì)胞癌（HCC）是我國(guó)第四位常見(jiàn)的惡性腫瘤及癌癥死亡的第二大病因［1-2］，其發(fā)病率在發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家均呈上升趨勢(shì)。盡管目前在HCC的診斷和治療方面取得了顯著進(jìn)步，但由于其轉(zhuǎn)移及復(fù)發(fā)率高，預(yù)后仍較差，嚴(yán)重威脅人類的生命和健康。有文獻(xiàn)［3］表明，激活細(xì)胞焦亡可促進(jìn)HCC細(xì)胞死亡，從而發(fā)揮抗癌特性，炎性小體在促進(jìn)細(xì)胞焦亡的過(guò)程中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。近些年來(lái)，NOD 樣受體蛋白3（NOD-like receptor protein 3，NLRP3）炎性小體引起了廣大學(xué)者的關(guān)注［4-5］，有證據(jù)［6］表明其在不同類型的癌癥中既有保護(hù)性的抗腫瘤作用又有促腫瘤作用。目前尚不清楚NLRP3 炎性小體在肝癌進(jìn)展過(guò)程中對(duì)肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞的作用是有益還是有害，本文主要對(duì)NLRP3 炎性小體發(fā)生機(jī)制及其在HCC 發(fā)生發(fā)展中的作用機(jī)制作一綜述，明確NLRP3炎性小體在腫瘤增殖、擴(kuò)散中的作用， 以及尋找合適的治療肝癌的炎性小體靶點(diǎn)，為腫瘤治療和抗癌藥物的篩選提供新的參考。

1 NLRP3炎性小體的結(jié)構(gòu)及激活過(guò)程

炎性小體是一種由胞漿內(nèi)模式識(shí)別受體識(shí)別病原體相關(guān)分子模式和損傷相關(guān)分子模式后組裝的多聚體蛋白復(fù)合物，是先天性免疫反應(yīng)的一部分［7］。研究最多的炎性小體是由NLRP3 受體蛋白、凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白（apoptosis speck protein，ASC）和效應(yīng)分子半胱氨酸蛋白酶-1前體（pro-Caspase-1）經(jīng)同型相互作用進(jìn)行寡聚化形成的NLRP3炎性小體（圖1a、b），是NLR家族的一員［8-9］。NLRP3 炎性小體發(fā)揮作用需要經(jīng)過(guò)啟動(dòng)和激活兩個(gè)階段［10-12］。啟動(dòng)階段主要是由Toll樣受體（Toll-like receptor，TLR）配體或內(nèi)源性分子提供炎癥刺激，誘導(dǎo)NF-κB的表達(dá)。激活過(guò)程是由病原體相關(guān)分子模式和損傷相關(guān)分子模式促進(jìn)，引起K+、Ca2+外排以及活性氧（ROS）的產(chǎn)生，從而轉(zhuǎn)錄和表達(dá)NLRP3炎性小體成分及其他前體炎癥因子，組裝成NLRP3 炎性小體，具體機(jī)制目前仍存在爭(zhēng)議。

圖1 NLRP3炎性小體的結(jié)構(gòu)和功能Figure 1 Schematic diagram of the structure and function of the NLRP3 inflammasome complex

NLRP3 炎性小體的激活可出現(xiàn)兩種效應(yīng)。首先，可以引起細(xì)胞焦亡。細(xì)胞焦亡是程序性細(xì)胞死亡的一種炎癥形式，病理特征包括細(xì)胞腫脹、穿孔、破裂、溶解、核濃縮以及釋放炎癥因子IL-1β 和IL-18，穿孔破裂的細(xì)胞失去細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的完整性和控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能［13］。細(xì)胞焦亡的信號(hào)通路主要依賴于Caspase-1的激活，是細(xì)胞焦亡的關(guān)鍵標(biāo)志，在該通路中細(xì)胞內(nèi)的NLRP3、AIM2和Pyrin 等炎性小體在外源性病原體和內(nèi)源性損傷信號(hào)的刺激下被激活，活化的炎性小體通過(guò)識(shí)別pro-Caspase-1后與下游含有Caspase-1 激活結(jié)構(gòu)域ASC 結(jié)合而激活Caspase-1，形成多蛋白復(fù)合物［14］。其次，NLRP3炎性小體自裂解形成活性Caspase-1和p10/p20四聚體，孔隙形成蛋白（gasdermin D，GSDMD）作為活化的Caspase-1 的蛋白底物，是焦亡的執(zhí)行分子，可促進(jìn)胞漿內(nèi)容物IL-1β和IL-18等釋放，從而影響多種自身免疫性疾病或誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)，并可能導(dǎo)致癌癥［15-16］（圖1c）。

2 HCC

HCC 是原發(fā)性肝癌中最常見(jiàn)的類型，起源于肝細(xì)胞，與病毒性肝炎、肝硬化、酗酒、黃曲霉毒素?cái)z入、肥胖、糖尿病和吸煙等因素密切相關(guān)［17-18］。在過(guò)去的幾年里，原發(fā)性肝癌在全球范圍內(nèi)的發(fā)病率仍居高不下，中國(guó)每年大約有35萬(wàn)人死于肝癌，占全世界肝癌死亡人數(shù)一半以上，死亡率僅次于肺癌［19］。超聲、甲胎蛋白（AFP）檢測(cè)、計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）和磁共振成像（MRI）以及病理組織學(xué)檢查是診斷HCC 的主要方法，截至2022 年，中國(guó)肝癌的診斷率在所有腫瘤中僅排名第四，診斷率仍然較低［1］。即使是小肝癌（＜5 cm），根治性切除或肝移植后3年內(nèi)的復(fù)發(fā)率也＞50%，術(shù)后5年的復(fù)發(fā)率為70%［20-21］。HCC 預(yù)后不良，易復(fù)發(fā)，對(duì)患者生命造成嚴(yán)重威脅［22］。因此，肝癌作為典型的消化系統(tǒng)惡性腫瘤，以手術(shù)治療為主，結(jié)合放療、化療等綜合治療尤為重要。

3 NLRP3炎性小體與HCC的關(guān)系

炎癥是機(jī)體應(yīng)對(duì)外界刺激作出的保護(hù)性反應(yīng)，炎癥與腫瘤發(fā)生密切相關(guān)，是癌癥發(fā)生發(fā)展的標(biāo)志［4］。當(dāng)不同病原體（細(xì)菌、病毒）或其他刺激激活NLRP3炎性小體時(shí)，大量前體炎癥細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子、趨化因子、促血管生成因子和先天免疫細(xì)胞被釋放，形成的腫瘤微環(huán)境在腫瘤的發(fā)生上起著關(guān)鍵作用［5］。慢性病毒性肝炎會(huì)損害肝細(xì)胞，引起肝纖維化或肝硬化，最終導(dǎo)致HCC 的發(fā)生，這也被稱作“肝癌進(jìn)展三部曲”。

然而，在過(guò)去十年中，NLRP3 炎性小體在腫瘤發(fā)生和抗腫瘤免疫中的不同作用已經(jīng)出現(xiàn)［4］。當(dāng)前，關(guān)于NLRP3炎性小體在HCC中的作用研究較少，且意見(jiàn)尚不統(tǒng)一。NLRP3 炎性小體既可以通過(guò)相關(guān)的炎癥信號(hào)通路促進(jìn)HCC進(jìn)展，又能夠通過(guò)引起癌細(xì)胞焦亡抑制HCC進(jìn)展，并且在HCC 發(fā)生發(fā)展的不同時(shí)期，NLRP3 炎性小體的作用也不同。

3.1 NLRP3 炎性小體在HCC 的發(fā)生過(guò)程中起促進(jìn)作用Wei 等［23］研究發(fā)現(xiàn)NLRP3 炎性小體的數(shù)量在HCC 發(fā)生發(fā)展過(guò)程中處于動(dòng)態(tài)變化，在正常肝組織中表達(dá)較低，當(dāng)出現(xiàn)炎癥性疾?。ǜ窝?、肝硬化）時(shí)會(huì)升高，加劇肝硬化向HCC 轉(zhuǎn)變，再于HCC 期降低，與癌旁正常肝組織相比，癌組織中NLRP3炎性小體的分子成分丟失或明顯減少，NLRP3 炎性小體各成分的mRNA 表達(dá)水平與之變化同步，并且NLRP3各成分含量與HCC臨床分期和病理分化程度呈負(fù)相關(guān)。據(jù)報(bào)道［24］，HCC患者腫瘤微生物群中存在大量嗜麥芽糖寡養(yǎng)單胞菌，可激活TLR4/NF-κB 通路，誘導(dǎo)NLRP3 炎性小體組裝形成，促進(jìn)纖維化標(biāo)志物α-平滑肌肌動(dòng)蛋白（α-SMA）和Ⅰ型膠原蛋白的釋放，導(dǎo)致肝纖維化，并在肝臟中分泌多種細(xì)胞因子、炎癥因子加速肝硬化，從而形成有利于腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的微環(huán)境，促進(jìn)細(xì)胞增殖和HCC 進(jìn)展［14，25］（圖2）。有體外實(shí)驗(yàn)研究［26］發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞外ATP 可以通過(guò)P2X7 激活肝內(nèi)NLRP3炎癥小體，使肝星狀細(xì)胞活化增強(qiáng)，也促進(jìn)α-SMA 和Ⅰ型膠原等纖維化標(biāo)志物的釋放從而導(dǎo)致肝纖維化；此外，抗P2X7R 的siRNA 能夠抑制NLRP3 和α-SMA 蛋白的表達(dá)，抑制Ⅰ型膠原的沉積和分泌，P2X7R 介導(dǎo)的NLRP3炎癥小體激活參與肝星狀細(xì)胞產(chǎn)生IL-1β 可能與細(xì)胞外基質(zhì)沉積有關(guān)，提示阻斷P2X7R-NLRP3 炎性小體軸可能減緩肝纖維化、限制HCC 細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移，是降低肝癌風(fēng)險(xiǎn)的潛在治療靶點(diǎn)。

圖2 NLRP3炎性小體促進(jìn)HCC的發(fā)生Figure 2 Schematic diagram of NLRP3 inflammasomes promotes the development of HCC

木犀草苷是一種存在于大葉龍膽中的黃酮類化合物，其可以減少細(xì)胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生，阻止NLRP3炎癥小體的激活，降低NLRP3 炎性小體的含量，同時(shí)降低IL-1β 和Caspase-1 的水平，減輕炎癥和肝纖維化，抑制肝硬化，有效預(yù)防HCC 的發(fā)生［27］。另外有研究［28-29］發(fā)現(xiàn)NLRP3 失活可抑制免疫檢查點(diǎn)LAG-3和PD-L1等蛋白的表達(dá)，從而降低HCC 細(xì)胞免疫逃逸功能，促進(jìn)T 淋巴細(xì)胞對(duì)癌細(xì)胞的殺傷作用。此外，下調(diào)NLRP3炎性小體可誘導(dǎo)HCC細(xì)胞系Hep3B 的凋亡，提示激活NLRP3 炎性小體通路可觸發(fā)致癌過(guò)程，并且與植入HCC 細(xì)胞的正常小鼠相比，NLRP3 炎性小體缺陷小鼠腫瘤進(jìn)展速度明顯緩慢，轉(zhuǎn)移率更低［30］。NLRP3 炎性小體缺失可促進(jìn)HCC 細(xì)胞表面MICA分子與自然殺傷細(xì)胞表面NKDG2D分子結(jié)合，使自然殺傷細(xì)胞識(shí)別并殺傷HCC細(xì)胞。有報(bào)道［31］稱HCC根治性切除術(shù)后患者，肝臟中NLRP3表達(dá)升高與預(yù)后不良顯著相關(guān)。

因此，上述研究證實(shí)NLRP3炎性小體通過(guò)多種方式促進(jìn)HCC的發(fā)生和進(jìn)展，NLRP3的高表達(dá)表明疾病處于活動(dòng)期或惡化狀態(tài)。然而，NLRP3的表達(dá)在HCC晚期逐漸下降，不代表病情好轉(zhuǎn)，而是與臨床分期密切相關(guān)。

3.2 NLRP3 炎性小體引起的細(xì)胞焦亡抑制HCC 的進(jìn)展 細(xì)胞焦亡是程序性死亡的一種，但與其他死亡（自噬、凋亡、壞死等）存在差別，焦亡過(guò)程涉及的信號(hào)通路主要是以Caspase-1激活為主要特征的經(jīng)典型通路和依賴于Caspase-4/5/11的非經(jīng)典型通路［32-33］。近些年關(guān)于NLRP3炎性小體介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡在多種癌癥的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用的報(bào)道較多［17］，包括黑色素瘤、皮膚癌、結(jié)直腸癌等，并且發(fā)現(xiàn)細(xì)胞焦亡主要抑制腫瘤進(jìn)展，因而，有望從細(xì)胞焦亡角度發(fā)現(xiàn)治療腫瘤的新靶點(diǎn)。然而，細(xì)胞焦亡是否在HCC 的發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮作用仍需要進(jìn)一步研究。

先前有研究［34］專門(mén)評(píng)估了細(xì)胞焦亡在HCC 發(fā)展過(guò)程中的作用，發(fā)現(xiàn)與癌旁組織相比，癌組織中Caspase-1、IL-1β 和IL-18 的mRNA 顯著降低，表明肝癌組織中細(xì)胞焦亡受到抑制。有細(xì)胞模型［35］顯示，減少或抑制NLRP3炎性小體激活而下調(diào)細(xì)胞焦亡現(xiàn)象會(huì)促進(jìn)HCC的進(jìn)展。17-β-雌二醇（E2）通過(guò)E2/ER/MAPK 通路誘導(dǎo)NLRP3 炎性小體激活引發(fā)HCC細(xì)胞焦亡增加，抑制了HCC的惡性增殖和轉(zhuǎn)移，這也是男性發(fā)生HCC 的風(fēng)險(xiǎn)是女性的2～7倍的主要原因之一［36］。NEK7是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，通過(guò)有絲分裂紡錘體形成和細(xì)胞分裂參與細(xì)胞周期進(jìn)程［37］。Yan等［38］通過(guò)生物信息學(xué)、體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和臨床腫瘤標(biāo)本研究發(fā)現(xiàn)，與肝癌周圍正常組織相比，癌組織中NEK7 表達(dá)明顯上調(diào)，在肝癌細(xì)胞中敲低NEK7 可顯著提高NLRP3、Caspase-1、GSDMD 等細(xì)胞焦亡標(biāo)志物的濃度，通過(guò)觸發(fā)癌細(xì)胞焦亡來(lái)抑制腫瘤-基質(zhì)的相互作用，從而顯著降低腫瘤細(xì)胞遷移、侵襲和增殖，這也有效地減緩了HCC的發(fā)展速度，具體機(jī)制如圖3所示。

圖3 NLRP3炎性小體介導(dǎo)細(xì)胞焦亡抑制HCC的發(fā)展Figure 3 Schematic diagram of NLRP3 inflammasome inhibits the development of HCC through classical pyroptosis

這些研究充分表明，NLRP3炎性小體介導(dǎo)的癌細(xì)胞焦亡可能是HCC一種有效的治療手段，以上調(diào)炎性小體相關(guān)基因或促進(jìn)炎性小體的激活為策略，促進(jìn)肝癌細(xì)胞焦亡，可起到腫瘤免疫的作用，這為以后抗腫瘤研究及腫瘤治療開(kāi)辟出新的方向。

4 總結(jié)與展望

綜上所述，NLRP3炎性小體在HCC發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的功能具有雙向性，這種雙重作用一方面是由于NLRP3炎性小體被激活，釋放多種炎性細(xì)胞因子，形成腫瘤細(xì)胞發(fā)生和發(fā)展的炎性微環(huán)境，最終促進(jìn)肝炎、肝硬化向HCC轉(zhuǎn)變，也促進(jìn)HCC的增殖和轉(zhuǎn)移；另一方面，NLRP3炎性小體可介導(dǎo)細(xì)胞焦亡途徑抑制HCC的惡性進(jìn)展。

因而，靶向NLRP3 炎性小體可能是一種潛在治療HCC的新策略，靶向NLRP3炎性小體的藥物在HCC中的作用主要取決于以上兩種機(jī)制中哪種受主要影響，但如何充分利用炎性小體的雙向性作用，使其既能達(dá)到抗腫瘤效應(yīng)，又能保持有利于這種效應(yīng)的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)仍值得探索。準(zhǔn)確分析不同中藥及其提取物通過(guò)NLRP3 炎性小體介導(dǎo)細(xì)胞焦亡而發(fā)揮抗癌作用，降低化療耐藥，對(duì)延長(zhǎng)肝癌患者生存周期具有積極意義，未來(lái)還需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)和臨床研究來(lái)探索。

利益沖突聲明：本文不存在任何利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：余學(xué)海負(fù)責(zé)課題設(shè)計(jì)，查閱文獻(xiàn)，撰寫(xiě)論文；劉伊敏、馬勇新、張旭升、周紅才負(fù)責(zé)查閱收集文獻(xiàn)，修改論文；馬海燕負(fù)責(zé)圖片制作和格式修改；陳本棟負(fù)責(zé)擬定寫(xiě)作思路，指導(dǎo)撰寫(xiě)文章并最后定稿。