NLRP3炎癥小體及其下游炎癥因子：動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵紐帶一、引言1.1研究背景與意義動脈粥樣硬化（Atherosclerosis，AS）是一種嚴(yán)重威脅人類健康的慢性疾病，是冠心病、腦卒中等心腦血管疾病的主要病理基礎(chǔ)，具有高發(fā)病率、高致殘率和高死亡率的特點(diǎn)。隨著全球人口老齡化的加劇以及生活方式的改變，動脈粥樣硬化相關(guān)疾病的患病率呈逐年上升趨勢，給社會和家庭帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）統(tǒng)計(jì)，心腦血管疾病每年導(dǎo)致全球約1790萬人死亡，占總死亡人數(shù)的31%，而動脈粥樣硬化是引發(fā)這些疾病的關(guān)鍵因素。炎癥在動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展過程中起著關(guān)鍵作用，是近年來研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。越來越多的證據(jù)表明，動脈粥樣硬化并非僅僅是脂質(zhì)沉積的過程，而是一種慢性炎癥性疾病。從動脈粥樣硬化病變的早期階段，炎癥細(xì)胞的浸潤、炎癥因子的釋放就已參與其中，并貫穿整個病程，直至粥樣斑塊破裂引發(fā)急性心腦血管事件。在動脈粥樣硬化的起始階段，血管內(nèi)皮細(xì)胞受到各種危險因素，如高血脂、高血壓、高血糖、氧化應(yīng)激等的刺激，會發(fā)生功能障礙，表達(dá)多種黏附分子，吸引單核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等炎癥細(xì)胞黏附并遷移至血管內(nèi)膜下。單核細(xì)胞在血管內(nèi)膜下分化為巨噬細(xì)胞，巨噬細(xì)胞通過清道夫受體攝取氧化低密度脂蛋白（ox-LDL），逐漸轉(zhuǎn)化為泡沫細(xì)胞，這是動脈粥樣硬化早期病變的特征性表現(xiàn)。隨著炎癥反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行，巨噬細(xì)胞和泡沫細(xì)胞會分泌大量的炎癥因子，如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）等，這些炎癥因子進(jìn)一步激活血管內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞等，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)的級聯(lián)放大，促進(jìn)動脈粥樣硬化斑塊的形成和發(fā)展。當(dāng)斑塊不穩(wěn)定時，炎癥細(xì)胞釋放的蛋白水解酶會降解斑塊的纖維帽，使其變薄，增加斑塊破裂的風(fēng)險。一旦斑塊破裂，暴露的內(nèi)皮下組織會激活血小板聚集和血栓形成，導(dǎo)致血管急性阻塞，引發(fā)急性心肌梗死、腦卒中等嚴(yán)重的心血管事件。NLRP3炎癥小體作為固有免疫系統(tǒng)的重要組成部分，近年來在動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)中的作用受到了廣泛關(guān)注。NLRP3炎癥小體是一種多蛋白復(fù)合物，主要由NLRP3蛋白、凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白（ASC）和半胱天冬酶-1（Caspase-1）組成。當(dāng)細(xì)胞受到病原體相關(guān)分子模式（PAMPs）或損傷相關(guān)分子模式（DAMPs）等刺激時，NLRP3蛋白首先識別這些信號，發(fā)生構(gòu)象變化并寡聚化，然后通過其N端的PYD結(jié)構(gòu)域招募ASC。ASC通過其CARD結(jié)構(gòu)域與Caspase-1前體結(jié)合，形成具有活性的NLRP3炎癥小體復(fù)合物。激活的Caspase-1可以切割無活性的前體IL-1β（pro-IL-1β）和前體IL-18（pro-IL-18），使其轉(zhuǎn)化為成熟的IL-1β和IL-18并釋放到細(xì)胞外，引發(fā)強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)。研究表明，NLRP3炎癥小體的激活與動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。在動脈粥樣硬化病變中，多種內(nèi)源性危險信號，如膽固醇結(jié)晶、ox-LDL、高同型半胱氨酸等，都可以激活NLRP3炎癥小體。膽固醇結(jié)晶是動脈粥樣硬化斑塊中的重要成分，它可以通過與NLRP3蛋白直接相互作用，或者誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生活性氧（ROS）等方式，激活NLRP3炎癥小體，促進(jìn)IL-1β和IL-18的釋放，加劇炎癥反應(yīng)，促進(jìn)動脈粥樣硬化的發(fā)展。ox-LDL不僅可以被巨噬細(xì)胞攝取形成泡沫細(xì)胞，還能激活NLRP3炎癥小體，導(dǎo)致炎癥因子的釋放，進(jìn)一步加重炎癥損傷和動脈粥樣硬化病變。高同型半胱氨酸血癥已被證實(shí)與動脈粥樣硬化及血管炎癥反應(yīng)有關(guān)，在AS小鼠體內(nèi)，高同型半胱氨酸可以激活巨噬細(xì)胞中NLRP3炎癥小體及下游炎癥因子，促進(jìn)ROS的產(chǎn)生及單核細(xì)胞向內(nèi)膜下的遷移，干擾NLRP3活性后，高同型半胱氨酸上述促動脈粥樣硬化的功能則被逆轉(zhuǎn)，表明NLRP3炎癥小體在高同型半胱氨酸促AS中起到關(guān)鍵的介導(dǎo)作用。深入研究NLRP3炎癥小體及其下游炎癥因子在動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)中的作用機(jī)制，具有重要的理論和臨床意義。在理論方面，有助于進(jìn)一步揭示動脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)制，豐富對炎癥與動脈粥樣硬化關(guān)系的認(rèn)識，為動脈粥樣硬化的防治提供新的理論依據(jù)。在臨床方面，NLRP3炎癥小體及其下游炎癥因子可能成為動脈粥樣硬化治療的潛在靶點(diǎn)。通過研發(fā)針對NLRP3炎癥小體的特異性抑制劑，或者調(diào)節(jié)其下游炎癥因子的表達(dá)和活性，有望為動脈粥樣硬化相關(guān)疾病的治療開辟新的途徑，降低心腦血管疾病的發(fā)生率和死亡率，改善患者的預(yù)后和生活質(zhì)量。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國外，對NLRP3炎癥小體及其下游炎癥因子在動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)中作用的研究開展較早且較為深入。2010年，Duewell等在《Nature》雜志發(fā)表的研究具有開創(chuàng)性意義，首次揭示了膽固醇結(jié)晶能夠通過活化NLRP3炎癥小體誘發(fā)炎癥反應(yīng)，進(jìn)一步參與動脈粥樣硬化形成，當(dāng)NLRP3炎癥小體關(guān)鍵組分缺失后，動脈硬化程度及炎癥反應(yīng)均有明顯減輕，這一發(fā)現(xiàn)為后續(xù)研究指明了方向。隨后，多項(xiàng)研究圍繞NLRP3炎癥小體的激活機(jī)制及其在動脈粥樣硬化進(jìn)程中的作用展開。有研究表明，氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）作為動脈粥樣硬化病變中的重要脂質(zhì)成分，可通過多種途徑激活NLRP3炎癥小體。ox-LDL被巨噬細(xì)胞攝取后，會導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)代謝紊亂，產(chǎn)生大量的活性氧（ROS），ROS作為一種損傷相關(guān)分子模式（DAMP），能夠激活NLRP3炎癥小體，促進(jìn)IL-1β和IL-18等炎癥因子的釋放，加劇炎癥反應(yīng)和動脈粥樣硬化的發(fā)展。還有研究發(fā)現(xiàn)，高同型半胱氨酸血癥與動脈粥樣硬化及血管炎癥反應(yīng)密切相關(guān)，在AS小鼠模型中，高同型半胱氨酸可以激活巨噬細(xì)胞中的NLRP3炎癥小體及下游炎癥因子，促進(jìn)ROS的產(chǎn)生及單核細(xì)胞向內(nèi)膜下的遷移，干擾NLRP3活性后，高同型半胱氨酸的上述促動脈粥樣硬化功能則被逆轉(zhuǎn)，這表明NLRP3炎癥小體在高同型半胱氨酸促動脈粥樣硬化過程中起到關(guān)鍵的介導(dǎo)作用。在國內(nèi)，近年來對NLRP3炎癥小體與動脈粥樣硬化關(guān)系的研究也取得了一系列成果。一些研究從不同角度探討了NLRP3炎癥小體在動脈粥樣硬化中的作用機(jī)制。有團(tuán)隊(duì)通過建立動脈粥樣硬化動物模型，觀察到在病變的動脈組織中，NLRP3炎癥小體及其下游炎癥因子的表達(dá)明顯上調(diào)，且與病變程度呈正相關(guān)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，抑制NLRP3炎癥小體的激活，可以減輕炎癥反應(yīng)，延緩動脈粥樣硬化斑塊的形成和發(fā)展。還有研究關(guān)注到中藥及其活性成分對NLRP3炎癥小體的調(diào)節(jié)作用，發(fā)現(xiàn)某些中藥提取物或單體能夠通過抑制NLRP3炎癥小體的激活，減少炎癥因子的釋放，從而發(fā)揮抗動脈粥樣硬化的作用。這為開發(fā)基于調(diào)節(jié)NLRP3炎癥小體的中藥新藥提供了理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。盡管國內(nèi)外在NLRP3炎癥小體及其下游炎癥因子與動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)的研究方面取得了諸多進(jìn)展，但仍存在一些空白與不足。在NLRP3炎癥小體的激活機(jī)制方面，雖然已經(jīng)明確了多種激活信號，但具體的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)仍不完全清楚。不同激活信號之間的相互作用以及它們?nèi)绾螀f(xié)同激活NLRP3炎癥小體，還需要進(jìn)一步深入研究。此外，NLRP3炎癥小體在動脈粥樣硬化不同階段的作用特點(diǎn)和機(jī)制，目前的研究還不夠系統(tǒng)和全面。在動脈粥樣硬化的早期階段，NLRP3炎癥小體的激活是如何啟動炎癥反應(yīng)并影響病變發(fā)展的；在斑塊形成和穩(wěn)定階段，NLRP3炎癥小體又如何參與維持炎癥微環(huán)境以及對斑塊穩(wěn)定性的影響；在斑塊破裂和急性心血管事件發(fā)生時，NLRP3炎癥小體的作用機(jī)制又是怎樣的，這些問題都有待進(jìn)一步深入探討。在NLRP3炎癥小體下游炎癥因子的研究中，雖然已經(jīng)明確了IL-1β和IL-18等炎癥因子在動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)中的重要作用，但這些炎癥因子之間的相互關(guān)系以及它們與其他炎癥介質(zhì)之間的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制還需要進(jìn)一步闡明。針對NLRP3炎癥小體及其下游炎癥因子的靶向治療研究，雖然已經(jīng)取得了一些初步成果，但目前還缺乏高效、特異性強(qiáng)且安全性好的治療藥物和方法，如何開發(fā)出更有效的靶向治療策略，仍然是臨床治療動脈粥樣硬化面臨的一大挑戰(zhàn)。1.3研究方法與創(chuàng)新點(diǎn)本研究綜合運(yùn)用多種研究方法，旨在深入探究NLRP3炎癥小體及其下游炎癥因子在動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)中的作用機(jī)制。文獻(xiàn)綜述法是本研究的重要基礎(chǔ)。通過全面檢索國內(nèi)外權(quán)威數(shù)據(jù)庫，如WebofScience、PubMed、中國知網(wǎng)等，廣泛收集與NLRP3炎癥小體、動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)相關(guān)的文獻(xiàn)資料。對這些文獻(xiàn)進(jìn)行系統(tǒng)梳理和深入分析，全面了解該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及存在的問題，從而為本研究提供堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)和研究思路。通過文獻(xiàn)綜述，能夠清晰把握NLRP3炎癥小體在動脈粥樣硬化中的研究脈絡(luò)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有研究在激活機(jī)制、不同階段作用特點(diǎn)以及靶向治療等方面存在的空白與不足，為后續(xù)研究指明方向。實(shí)驗(yàn)研究法是本研究的核心方法。在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)層面，選用人單核細(xì)胞系和人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞系作為研究對象。利用氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）、膽固醇結(jié)晶等刺激物處理細(xì)胞，模擬動脈粥樣硬化炎癥微環(huán)境。采用實(shí)時熒光定量PCR技術(shù)檢測NLRP3炎癥小體相關(guān)基因（NLRP3、ASC、Caspase-1）以及下游炎癥因子（IL-1β、IL-18等）的mRNA表達(dá)水平變化，從基因轉(zhuǎn)錄層面揭示其在炎癥刺激下的表達(dá)調(diào)控規(guī)律。運(yùn)用蛋白質(zhì)免疫印跡（Westernblot）技術(shù)檢測上述基因編碼蛋白的表達(dá)水平，進(jìn)一步在蛋白質(zhì)水平驗(yàn)證基因表達(dá)結(jié)果，明確炎癥小體及炎癥因子的激活與表達(dá)情況。通過酶聯(lián)免疫吸附測定（ELISA）技術(shù)檢測細(xì)胞培養(yǎng)上清中成熟炎癥因子IL-1β、IL-18的分泌量，直觀反映細(xì)胞炎癥反應(yīng)的程度。此外，還進(jìn)行了RNA干擾實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)并合成針對NLRP3基因的小干擾RNA（siRNA），轉(zhuǎn)染細(xì)胞以沉默NLRP3基因表達(dá)，觀察下游炎癥因子表達(dá)及細(xì)胞炎癥反應(yīng)的變化，從而明確NLRP3炎癥小體在動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)中的關(guān)鍵作用及上下游調(diào)控關(guān)系。在動物實(shí)驗(yàn)方面，構(gòu)建動脈粥樣硬化動物模型是關(guān)鍵。選用ApoE基因敲除小鼠或LDLR基因敲除小鼠，給予高脂飲食喂養(yǎng)，誘導(dǎo)動脈粥樣硬化病變的發(fā)生發(fā)展。通過腹腔注射等方式給予小鼠NLRP3炎癥小體抑制劑或激動劑，干預(yù)NLRP3炎癥小體的活性。在實(shí)驗(yàn)過程中，定期采集小鼠血液樣本，檢測血脂指標(biāo)（總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇等）、炎癥因子水平（IL-1β、IL-18、TNF-α等），評估小鼠整體的血脂代謝和炎癥狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，取小鼠主動脈、冠狀動脈等組織，進(jìn)行病理切片制作，采用蘇木精-伊紅（HE）染色觀察動脈粥樣硬化斑塊的形態(tài)、大小和分布情況；通過免疫組織化學(xué)染色檢測NLRP3炎癥小體及其下游炎癥因子在動脈組織中的表達(dá)定位和表達(dá)水平；利用油紅O染色觀察斑塊內(nèi)脂質(zhì)沉積情況，綜合分析NLRP3炎癥小體及其下游炎癥因子對動脈粥樣硬化病變發(fā)展和斑塊穩(wěn)定性的影響。本研究的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面。研究視角全面且深入，以往研究多側(cè)重于NLRP3炎癥小體單個因素或某幾個下游炎癥因子在動脈粥樣硬化中的作用，而本研究將NLRP3炎癥小體及其下游炎癥因子作為一個整體網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行系統(tǒng)研究，全面剖析它們之間的相互關(guān)聯(lián)和協(xié)同作用，以及在動脈粥樣硬化不同階段的動態(tài)變化規(guī)律，有助于更深入、全面地揭示動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)的復(fù)雜機(jī)制。在研究方法上具有創(chuàng)新性，綜合運(yùn)用細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動物實(shí)驗(yàn)，從細(xì)胞和整體動物兩個層面進(jìn)行研究，相互驗(yàn)證和補(bǔ)充，使研究結(jié)果更具說服力。同時，結(jié)合先進(jìn)的分子生物學(xué)技術(shù)和病理學(xué)檢測方法，從基因、蛋白、細(xì)胞和組織多個水平深入探究NLRP3炎癥小體及其下游炎癥因子的作用機(jī)制，為該領(lǐng)域的研究提供了更全面、更系統(tǒng)的研究方法和思路。研究成果有望為動脈粥樣硬化的防治提供新思路和潛在靶點(diǎn)。通過明確NLRP3炎癥小體及其下游炎癥因子在動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)中的關(guān)鍵作用機(jī)制，為開發(fā)新型的靶向治療藥物和干預(yù)措施提供理論依據(jù)，可能為動脈粥樣硬化相關(guān)疾病的臨床治療帶來新的突破。二、NLRP3炎癥小體概述2.1NLRP3炎癥小體的結(jié)構(gòu)與組成NLRP3炎癥小體是一種在固有免疫中發(fā)揮關(guān)鍵作用的多蛋白復(fù)合物，主要由NLRP3蛋白、凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白（ASC）和半胱天冬酶-1（Caspase-1）組成。NLRP3蛋白是NLRP3炎癥小體的核心識別元件，屬于核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體（NLR）家族成員。其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，包含多個功能結(jié)構(gòu)域。從N端到C端依次為PYD結(jié)構(gòu)域（pyrindomain）、NACHT結(jié)構(gòu)域（NAIP、CIITA、HET-E和TP1結(jié)構(gòu)域的縮寫）以及富含亮氨酸重復(fù)序列（LRR）結(jié)構(gòu)域。PYD結(jié)構(gòu)域由約90個氨基酸殘基組成，具有典型的α-螺旋結(jié)構(gòu)，主要介導(dǎo)蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的相互作用，在NLRP3炎癥小體的組裝過程中，通過與ASC蛋白的PYD結(jié)構(gòu)域相互作用，招募ASC，從而啟動炎癥小體的組裝。NACHT結(jié)構(gòu)域約由300個氨基酸殘基構(gòu)成，具有ATP酶活性，在NLRP3炎癥小體激活過程中，該結(jié)構(gòu)域結(jié)合并水解ATP，為NLRP3的寡聚化及炎癥小體的組裝提供能量，同時其構(gòu)象變化也在識別激活信號和傳遞信號中發(fā)揮關(guān)鍵作用。LRR結(jié)構(gòu)域包含多個串聯(lián)的亮氨酸重復(fù)序列，每個重復(fù)序列約由20-29個氨基酸殘基組成，形成一種馬蹄形的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)域主要負(fù)責(zé)識別病原體相關(guān)分子模式（PAMPs）和損傷相關(guān)分子模式（DAMPs）等各種危險信號，具有高度的多樣性和特異性，能夠感知多種不同類型的刺激，如細(xì)菌的脂多糖、病毒核酸、尿酸結(jié)晶、膽固醇結(jié)晶、氧化低密度脂蛋白等。當(dāng)LRR結(jié)構(gòu)域識別到相應(yīng)的信號后，會引發(fā)NLRP3蛋白的構(gòu)象變化，進(jìn)而激活NLRP3炎癥小體。ASC蛋白作為接頭蛋白，在NLRP3炎癥小體中起到連接NLRP3和Caspase-1的關(guān)鍵作用。ASC蛋白包含兩個主要結(jié)構(gòu)域：N端的PYD結(jié)構(gòu)域和C端的半胱天冬酶募集結(jié)構(gòu)域（CARD，caspaserecruitmentdomain）。PYD結(jié)構(gòu)域與NLRP3蛋白的PYD結(jié)構(gòu)域相互作用，通過同型相互作用形成穩(wěn)定的復(fù)合物。CARD結(jié)構(gòu)域則與Caspase-1前體（pro-Caspase-1）的CARD結(jié)構(gòu)域相互作用，將Caspase-1招募到NLRP3炎癥小體復(fù)合物中。ASC蛋白通過這種雙結(jié)構(gòu)域的特性，將識別信號的NLRP3與執(zhí)行炎癥反應(yīng)的Caspase-1有效地連接起來，促進(jìn)炎癥小體的組裝和激活。在靜息狀態(tài)下，ASC蛋白以單體形式存在于細(xì)胞中，當(dāng)NLRP3被激活并發(fā)生寡聚化后，ASC蛋白通過其PYD結(jié)構(gòu)域與NLRP3的PYD結(jié)構(gòu)域結(jié)合，進(jìn)而發(fā)生自身的寡聚化，形成一種絲狀的聚合物，這種聚合物能夠進(jìn)一步招募pro-Caspase-1，最終形成具有活性的NLRP3炎癥小體復(fù)合物。Caspase-1是NLRP3炎癥小體的效應(yīng)蛋白，在炎癥反應(yīng)中發(fā)揮著核心的催化作用。Caspase-1最初以無活性的酶原形式（pro-Caspase-1）存在于細(xì)胞中，其結(jié)構(gòu)包含N端的CARD結(jié)構(gòu)域、大亞基和小亞基。當(dāng)pro-Caspase-1被招募到NLRP3炎癥小體復(fù)合物中后，在ASC蛋白的介導(dǎo)下，多個pro-Caspase-1分子發(fā)生聚集和自我切割。首先，pro-Caspase-1的CARD結(jié)構(gòu)域與ASC蛋白的CARD結(jié)構(gòu)域相互作用，使得pro-Caspase-1分子靠近并形成多聚體。在多聚體狀態(tài)下，pro-Caspase-1分子之間發(fā)生分子內(nèi)和分子間的切割，切除N端的CARD結(jié)構(gòu)域以及連接大亞基和小亞基的連接肽，從而形成由大亞基和小亞基組成的具有活性的Caspase-1異二聚體。激活的Caspase-1具有高度特異性的半胱氨酸蛋白酶活性，能夠識別并切割無活性的前體白細(xì)胞介素-1β（pro-IL-1β）和前體白細(xì)胞介素-18（pro-IL-18），在pro-IL-1β和pro-IL-18特定的天冬氨酸殘基位點(diǎn)進(jìn)行切割，使其轉(zhuǎn)化為具有生物活性的成熟IL-1β和IL-18。成熟的IL-1β和IL-18被釋放到細(xì)胞外，與相應(yīng)的受體結(jié)合，激活下游的信號通路，引發(fā)強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)，招募和激活更多的免疫細(xì)胞，導(dǎo)致炎癥的放大和擴(kuò)散。此外，激活的Caspase-1還可以切割GasderminD蛋白，使其N端結(jié)構(gòu)域釋放并插入細(xì)胞膜，形成孔道，導(dǎo)致細(xì)胞膜通透性增加，細(xì)胞發(fā)生焦亡，進(jìn)一步釋放炎癥介質(zhì)，加劇炎癥反應(yīng)。2.2NLRP3炎癥小體的激活機(jī)制NLRP3炎癥小體的激活是一個復(fù)雜且精細(xì)調(diào)控的過程，涉及多種內(nèi)源性和外源性配體的刺激以及多條信號通路的參與。其激活過程通常被分為兩個階段：啟動階段（priming）和激活階段（activation）。在啟動階段，主要是通過Toll樣受體（TLRs）等模式識別受體（PRRs）識別病原體相關(guān)分子模式（PAMPs）或損傷相關(guān)分子模式（DAMPs），激活核因子-κB（NF-κB）信號通路。當(dāng)病原體入侵或細(xì)胞受到損傷時，細(xì)菌的脂多糖（LPS）、肽聚糖等PAMPs，以及細(xì)胞內(nèi)釋放的高遷移率族蛋白B1（HMGB1）、ATP等DAMPs，會與細(xì)胞膜上的TLRs結(jié)合。以LPS與TLR4的結(jié)合為例，LPS首先與脂多糖結(jié)合蛋白（LBP）結(jié)合，形成LPS-LBP復(fù)合物，然后該復(fù)合物將LPS傳遞給CD14，CD14再將LPS呈遞給TLR4，使其發(fā)生二聚化。TLR4二聚體招募髓樣分化因子88（MyD88）和TIR結(jié)構(gòu)域銜接蛋白（TRIF）等接頭蛋白，通過一系列激酶的磷酸化級聯(lián)反應(yīng)，激活I(lǐng)κB激酶（IKK）復(fù)合物。IKK復(fù)合物磷酸化抑制蛋白IκB，使其從NF-κB上解離下來。NF-κB得以釋放并進(jìn)入細(xì)胞核，與NLRP3、pro-IL-1β、pro-IL-18等基因的啟動子區(qū)域結(jié)合，促進(jìn)它們的轉(zhuǎn)錄，從而使細(xì)胞內(nèi)NLRP3、pro-IL-1β、pro-IL-18等蛋白的表達(dá)水平升高，為NLRP3炎癥小體的激活做好準(zhǔn)備。這一階段被稱為信號1，它使得細(xì)胞對后續(xù)的激活信號更加敏感。在激活階段，即信號2，多種不同類型的刺激可以觸發(fā)NLRP3炎癥小體的組裝和激活。目前已知的激活信號主要包括以下幾類。鉀離子外流是被廣泛認(rèn)可的NLRP3炎癥小體激活的關(guān)鍵上游信號之一。當(dāng)細(xì)胞受到刺激時，細(xì)胞膜上的離子通道發(fā)生改變，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鉀離子外流。例如，在受到細(xì)菌毒素尼日利亞菌素（nigericin）刺激時，尼日利亞菌素能夠在細(xì)胞膜上形成鉀離子通道，使得細(xì)胞內(nèi)鉀離子迅速外流。高濃度的細(xì)胞外ATP也可以通過與細(xì)胞膜上的P2X7受體結(jié)合，導(dǎo)致P2X7受體形成非選擇性陽離子通道，引起鉀離子外流。鉀離子外流如何激活NLRP3炎癥小體的具體機(jī)制尚未完全明確，但有研究認(rèn)為，鉀離子外流可能導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)離子穩(wěn)態(tài)失衡，進(jìn)而引發(fā)一系列細(xì)胞內(nèi)信號事件，最終導(dǎo)致NLRP3的激活。一種假說認(rèn)為，鉀離子外流可能通過影響細(xì)胞內(nèi)的激酶活性或磷酸酶活性，導(dǎo)致NLRP3蛋白的磷酸化或去磷酸化修飾，從而引發(fā)其構(gòu)象變化和激活。線粒體功能障礙和活性氧（ROS）的產(chǎn)生也是重要的激活信號。當(dāng)細(xì)胞受到氧化應(yīng)激、感染等刺激時，線粒體的結(jié)構(gòu)和功能會受到影響。例如，ox-LDL可以被巨噬細(xì)胞攝取，進(jìn)入細(xì)胞后，ox-LDL會在線粒體內(nèi)積累，導(dǎo)致線粒體膜電位下降，呼吸鏈功能受損，從而產(chǎn)生活性氧。ROS可以作為第二信使，通過多種途徑激活NLRP3炎癥小體。一方面，ROS可以直接氧化修飾NLRP3蛋白或其相關(guān)的調(diào)節(jié)蛋白，改變它們的結(jié)構(gòu)和功能，促進(jìn)NLRP3的激活。另一方面，ROS可以誘導(dǎo)線粒體釋放線粒體DNA（mtDNA）等線粒體損傷相關(guān)分子模式（DAMPs），這些DAMPs可以與NLRP3結(jié)合，或通過其他途徑間接激活NLRP3炎癥小體。研究表明，mtDNA可以與NLRP3結(jié)合，直接促進(jìn)NLRP3的寡聚化和激活。溶酶體破裂也是激活NLRP3炎癥小體的重要途徑之一。細(xì)胞內(nèi)的溶酶體含有多種水解酶，當(dāng)細(xì)胞受到二氧化硅顆粒、石棉纖維等刺激時，溶酶體膜會受到損傷，導(dǎo)致溶酶體破裂，釋放出其中的水解酶。這些水解酶可以降解細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子，產(chǎn)生一系列損傷相關(guān)分子模式，如組織蛋白酶B等。組織蛋白酶B可以從破裂的溶酶體中釋放到細(xì)胞質(zhì)中，通過與NLRP3或其他相關(guān)蛋白相互作用，激活NLRP3炎癥小體。研究發(fā)現(xiàn)，抑制組織蛋白酶B的活性可以顯著抑制NLRP3炎癥小體的激活，表明組織蛋白酶B在溶酶體破裂介導(dǎo)的NLRP3炎癥小體激活過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在激活階段，當(dāng)NLRP3接收到上述激活信號后，會發(fā)生構(gòu)象變化并寡聚化。NLRP3的N端PYD結(jié)構(gòu)域通過同型相互作用招募ASC蛋白，ASC蛋白的C端CARD結(jié)構(gòu)域再招募pro-Caspase-1，從而形成具有活性的NLRP3炎癥小體復(fù)合物。在這個復(fù)合物中，pro-Caspase-1發(fā)生自我切割，形成具有活性的Caspase-1。激活的Caspase-1可以切割pro-IL-1β和pro-IL-18，使其轉(zhuǎn)化為成熟的IL-1β和IL-18，并釋放到細(xì)胞外，引發(fā)強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)。此外，激活的Caspase-1還可以切割GasderminD蛋白，產(chǎn)生GasderminD的N端結(jié)構(gòu)域，該結(jié)構(gòu)域可以插入細(xì)胞膜，形成孔道，導(dǎo)致細(xì)胞膜通透性增加，細(xì)胞發(fā)生焦亡，進(jìn)一步釋放炎癥介質(zhì)，加劇炎癥反應(yīng)。2.3NLRP3炎癥小體的生理功能NLRP3炎癥小體在維持機(jī)體正常生理功能和免疫防御過程中發(fā)揮著多方面重要作用，對機(jī)體的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定和健康起著關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用。在免疫防御方面，NLRP3炎癥小體是固有免疫系統(tǒng)的重要組成部分，能夠快速識別病原體相關(guān)分子模式（PAMPs），啟動免疫應(yīng)答，在機(jī)體抵御病原體入侵的早期階段發(fā)揮關(guān)鍵作用。當(dāng)細(xì)菌、病毒等病原體入侵機(jī)體時，NLRP3炎癥小體可以識別它們的特征分子，如細(xì)菌的脂多糖（LPS）、鞭毛蛋白，病毒的核酸等。一旦識別到這些PAMPs，NLRP3炎癥小體迅速激活，通過激活Caspase-1，促使促炎細(xì)胞因子IL-1β和IL-18的成熟與釋放。這些炎癥因子能夠招募和激活其他免疫細(xì)胞，如中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞等，使其遷移到感染部位，增強(qiáng)機(jī)體對病原體的吞噬和清除能力。研究表明，在細(xì)菌感染模型中，NLRP3炎癥小體缺陷的小鼠對細(xì)菌的易感性明顯增加，感染后體內(nèi)細(xì)菌數(shù)量增多，炎癥反應(yīng)減輕，但同時也無法有效清除病原體，導(dǎo)致感染持續(xù)和加重。這充分說明NLRP3炎癥小體在免疫防御中不可或缺，是機(jī)體抵御病原體入侵的重要防線。在維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)方面，NLRP3炎癥小體對損傷相關(guān)分子模式（DAMPs）高度敏感，能及時感知細(xì)胞損傷和內(nèi)環(huán)境的變化，通過啟動炎癥反應(yīng)來維持機(jī)體的穩(wěn)態(tài)。當(dāng)細(xì)胞受到物理、化學(xué)或生物因素的損傷時，會釋放出多種DAMPs，如高遷移率族蛋白B1（HMGB1）、ATP、尿酸結(jié)晶等。NLRP3炎癥小體識別這些DAMPs后被激活，引發(fā)炎癥反應(yīng)，促進(jìn)受損組織的修復(fù)和再生。在組織損傷修復(fù)過程中，NLRP3炎癥小體激活后釋放的IL-1β可以刺激成纖維細(xì)胞增殖和膠原蛋白合成，促進(jìn)傷口愈合。同時，炎癥反應(yīng)還可以清除損傷部位的壞死組織和病原體，防止感染的發(fā)生。此外，NLRP3炎癥小體還參與調(diào)節(jié)代謝穩(wěn)態(tài)。在肥胖和糖尿病等代謝性疾病中，代謝紊亂會導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生過多的代謝產(chǎn)物，如游離脂肪酸、活性氧等，這些物質(zhì)可以作為DAMPs激活NLRP3炎癥小體。激活的NLRP3炎癥小體釋放炎癥因子，進(jìn)一步影響胰島素信號通路和脂肪代謝，導(dǎo)致胰島素抵抗和代謝功能紊亂。通過調(diào)節(jié)NLRP3炎癥小體的活性，可以改善代謝紊亂，維持代謝穩(wěn)態(tài)。有研究發(fā)現(xiàn)，使用NLRP3炎癥小體抑制劑可以減輕肥胖小鼠的炎癥反應(yīng)和胰島素抵抗，改善血糖和血脂代謝。三、動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)機(jī)制3.1動脈粥樣硬化的病理進(jìn)程動脈粥樣硬化是一種累及大中動脈的慢性進(jìn)行性疾病，其病理進(jìn)程是一個復(fù)雜且漸進(jìn)的過程，涉及多種細(xì)胞和分子機(jī)制，主要包括內(nèi)皮損傷、脂質(zhì)條紋形成、粥樣斑塊發(fā)展以及斑塊破裂等階段。內(nèi)皮損傷被認(rèn)為是動脈粥樣硬化發(fā)生的起始環(huán)節(jié)。正常情況下，血管內(nèi)皮細(xì)胞具有抗凝、抗血栓形成和調(diào)節(jié)血管張力等重要功能，維持著血管內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。然而，當(dāng)血管內(nèi)皮細(xì)胞受到多種危險因素的刺激時，其功能會發(fā)生障礙，導(dǎo)致內(nèi)皮損傷。這些危險因素包括高血脂、高血壓、高血糖、氧化應(yīng)激、吸煙、感染等。以高血脂為例，血液中高水平的低密度脂蛋白（LDL），尤其是氧化修飾的低密度脂蛋白（ox-LDL），可以通過多種途徑損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞。ox-LDL具有細(xì)胞毒性，它可以直接損傷內(nèi)皮細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能，導(dǎo)致細(xì)胞膜的通透性增加，細(xì)胞內(nèi)離子平衡失調(diào)。同時，ox-LDL還可以誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生炎癥反應(yīng)，使其表達(dá)多種黏附分子，如血管細(xì)胞黏附分子-1（VCAM-1）、細(xì)胞間黏附分子-1（ICAM-1）等。這些黏附分子能夠與血液中的單核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞表面的相應(yīng)受體結(jié)合，使炎癥細(xì)胞黏附于內(nèi)皮細(xì)胞表面，并通過內(nèi)皮細(xì)胞間隙遷移至血管內(nèi)膜下。此外，高血壓引起的血流動力學(xué)改變，會對血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生機(jī)械性損傷，使內(nèi)皮細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)和功能受損。高血糖狀態(tài)下，葡萄糖與蛋白質(zhì)發(fā)生非酶糖化反應(yīng)，形成糖化終產(chǎn)物（AGEs），AGEs可以與內(nèi)皮細(xì)胞表面的受體結(jié)合，激活細(xì)胞內(nèi)的信號通路，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙。脂質(zhì)條紋是動脈粥樣硬化早期的特征性病變。在內(nèi)皮損傷后，血液中的單核細(xì)胞遷移至血管內(nèi)膜下，并分化為巨噬細(xì)胞。巨噬細(xì)胞表面具有多種受體，其中清道夫受體（SR）對ox-LDL具有高度親和力。巨噬細(xì)胞通過清道夫受體大量攝取ox-LDL，逐漸轉(zhuǎn)化為富含脂質(zhì)的泡沫細(xì)胞。隨著泡沫細(xì)胞的不斷聚集，在血管內(nèi)膜下形成肉眼可見的黃色條紋狀病灶，即脂質(zhì)條紋。脂質(zhì)條紋主要由泡沫細(xì)胞、少量T淋巴細(xì)胞和細(xì)胞外脂質(zhì)組成。除了巨噬細(xì)胞來源的泡沫細(xì)胞外，血管平滑肌細(xì)胞（VSMC）也可以通過增殖遷移至內(nèi)膜下，并攝取脂質(zhì)轉(zhuǎn)化為泡沫細(xì)胞。VSMC的增殖和遷移受到多種生長因子和細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)，如血小板源性生長因子（PDGF）、成纖維細(xì)胞生長因子（FGF）等。這些生長因子和細(xì)胞因子可以由內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞以及血小板等釋放，它們與VSMC表面的相應(yīng)受體結(jié)合，激活細(xì)胞內(nèi)的信號通路，促進(jìn)VSMC的增殖和遷移。隨著病變的進(jìn)一步發(fā)展，脂質(zhì)條紋逐漸演變?yōu)橹鄻影邏K。粥樣斑塊由纖維帽、脂質(zhì)核心和炎癥細(xì)胞等組成。在這個過程中，VSMC從血管中膜向內(nèi)膜下遷移并增殖，合成大量的細(xì)胞外基質(zhì)，如膠原蛋白、彈性蛋白和蛋白聚糖等，這些細(xì)胞外基質(zhì)在泡沫細(xì)胞周圍沉積，逐漸形成纖維帽，將脂質(zhì)核心與血管腔隔開。脂質(zhì)核心主要由膽固醇、膽固醇酯、甘油三酯和壞死細(xì)胞碎片等組成，隨著脂質(zhì)的不斷積累，脂質(zhì)核心逐漸增大。同時，炎癥細(xì)胞如巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞等在斑塊內(nèi)持續(xù)浸潤和聚集。巨噬細(xì)胞不僅可以攝取脂質(zhì)形成泡沫細(xì)胞，還能分泌多種炎癥因子和細(xì)胞因子，如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）等。這些炎癥因子可以進(jìn)一步激活內(nèi)皮細(xì)胞、VSMC和其他免疫細(xì)胞，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)的級聯(lián)放大，促進(jìn)動脈粥樣硬化斑塊的發(fā)展。T淋巴細(xì)胞在斑塊內(nèi)主要通過分泌細(xì)胞因子和直接殺傷作用參與炎癥反應(yīng)。Th1細(xì)胞分泌的干擾素-γ（IFN-γ）可以激活巨噬細(xì)胞，增強(qiáng)其吞噬和殺傷功能，同時抑制VSMC的增殖和膠原蛋白合成，使纖維帽變薄。Th2細(xì)胞分泌的白細(xì)胞介素-4（IL-4）、白細(xì)胞介素-10（IL-10）等具有抗炎作用，但在動脈粥樣硬化斑塊中，Th1型細(xì)胞因子的作用往往占主導(dǎo)地位。當(dāng)動脈粥樣硬化斑塊發(fā)展到一定階段，可能會出現(xiàn)斑塊破裂和血栓形成等嚴(yán)重并發(fā)癥，這也是導(dǎo)致急性心腦血管事件發(fā)生的主要原因。不穩(wěn)定斑塊，也稱為易損斑塊，具有纖維帽薄、脂質(zhì)核心大、炎癥細(xì)胞浸潤多等特點(diǎn)。在多種因素的作用下，易損斑塊的纖維帽容易發(fā)生破裂。炎癥細(xì)胞釋放的蛋白水解酶，如基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs），可以降解纖維帽中的細(xì)胞外基質(zhì)，使纖維帽變薄變?nèi)?。同時，血流動力學(xué)的改變，如血壓波動、血流剪切力增加等，也會對斑塊產(chǎn)生機(jī)械性應(yīng)力，增加斑塊破裂的風(fēng)險。一旦斑塊破裂，暴露的內(nèi)皮下組織會激活血小板聚集和血栓形成。內(nèi)皮下的膠原纖維和組織因子等物質(zhì)可以與血小板表面的受體結(jié)合，激活血小板，使其發(fā)生黏附、聚集和釋放反應(yīng)。血小板釋放的血栓素A2（TXA2）和二磷酸腺苷（ADP）等物質(zhì)可以進(jìn)一步促進(jìn)血小板的聚集和血栓形成。同時，激活的凝血系統(tǒng)會導(dǎo)致纖維蛋白原轉(zhuǎn)化為纖維蛋白，形成纖維蛋白網(wǎng)，將血小板和血細(xì)胞聚集在一起，形成血栓。血栓可以迅速阻塞血管腔，導(dǎo)致心肌梗死、腦卒中等急性心腦血管事件的發(fā)生。3.2炎癥在動脈粥樣硬化中的作用炎癥在動脈粥樣硬化的發(fā)生、發(fā)展以及并發(fā)癥的產(chǎn)生過程中均發(fā)揮著關(guān)鍵作用，貫穿了動脈粥樣硬化的整個病理進(jìn)程。在動脈粥樣硬化的起始階段，炎癥細(xì)胞的浸潤是內(nèi)皮損傷后的重要反應(yīng)。血管內(nèi)皮細(xì)胞在受到高血脂、高血壓、高血糖、氧化應(yīng)激等危險因素刺激后，功能發(fā)生障礙，表達(dá)多種黏附分子，如血管細(xì)胞黏附分子-1（VCAM-1）、細(xì)胞間黏附分子-1（ICAM-1）和E-選擇素等。這些黏附分子能夠與血液中的單核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞表面的相應(yīng)受體結(jié)合，使炎癥細(xì)胞黏附于內(nèi)皮細(xì)胞表面。隨后，單核細(xì)胞通過內(nèi)皮細(xì)胞間隙遷移至血管內(nèi)膜下，并在局部微環(huán)境的作用下分化為巨噬細(xì)胞。巨噬細(xì)胞是炎癥反應(yīng)中的關(guān)鍵細(xì)胞，它可以通過表面的多種受體，如清道夫受體、Toll樣受體等，識別并攝取氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）等物質(zhì)。清道夫受體對ox-LDL具有高度親和力，巨噬細(xì)胞大量攝取ox-LDL后，逐漸轉(zhuǎn)化為富含脂質(zhì)的泡沫細(xì)胞，這是動脈粥樣硬化早期病變脂質(zhì)條紋的主要組成部分。同時，巨噬細(xì)胞還能分泌多種炎癥因子和趨化因子，如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、單核細(xì)胞趨化蛋白-1（MCP-1）等。TNF-α可以進(jìn)一步激活內(nèi)皮細(xì)胞，增強(qiáng)其黏附分子的表達(dá)，促進(jìn)更多炎癥細(xì)胞的黏附與遷移；IL-1β能夠誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生其他炎癥介質(zhì)，加劇炎癥反應(yīng)；MCP-1則具有強(qiáng)烈的趨化作用，吸引更多的單核細(xì)胞向炎癥部位聚集，形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)不斷擴(kuò)大。隨著動脈粥樣硬化的發(fā)展，炎癥因子在粥樣斑塊的形成和進(jìn)展中發(fā)揮著核心作用。在脂質(zhì)條紋的基礎(chǔ)上，平滑肌細(xì)胞（VSMC）從血管中膜向內(nèi)膜下遷移并增殖。這一過程受到多種生長因子和細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)，其中炎癥因子起到了重要的促進(jìn)作用。例如，血小板源性生長因子（PDGF）、成纖維細(xì)胞生長因子（FGF）等生長因子，以及TNF-α、IL-1β等炎癥因子，可以與VSMC表面的相應(yīng)受體結(jié)合，激活細(xì)胞內(nèi)的信號通路，促進(jìn)VSMC的增殖和遷移。VSMC增殖并合成大量的細(xì)胞外基質(zhì)，如膠原蛋白、彈性蛋白和蛋白聚糖等，這些細(xì)胞外基質(zhì)在泡沫細(xì)胞周圍沉積，逐漸形成纖維帽，將脂質(zhì)核心與血管腔隔開，至此，粥樣斑塊初步形成。在粥樣斑塊發(fā)展過程中，炎癥細(xì)胞持續(xù)浸潤和聚集，巨噬細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞成為斑塊內(nèi)的主要炎癥細(xì)胞。巨噬細(xì)胞不僅繼續(xù)攝取脂質(zhì)，還分泌更多的炎癥因子和蛋白水解酶。除了TNF-α、IL-1β外，巨噬細(xì)胞還分泌白細(xì)胞介素-6（IL-6）、白細(xì)胞介素-8（IL-8）等炎癥因子。IL-6可以促進(jìn)肝臟合成C-反應(yīng)蛋白（CRP）等急性時相蛋白，CRP作為炎癥標(biāo)志物，不僅反映炎癥程度，還可以通過激活補(bǔ)體系統(tǒng)、促進(jìn)血小板聚集等方式，進(jìn)一步加重炎癥反應(yīng)和血栓形成的風(fēng)險。IL-8是一種強(qiáng)有力的中性粒細(xì)胞趨化因子，能夠吸引中性粒細(xì)胞到炎癥部位，增強(qiáng)炎癥反應(yīng)。同時，巨噬細(xì)胞分泌的基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs），如MMP-2、MMP-9等，可以降解細(xì)胞外基質(zhì)，包括纖維帽中的膠原蛋白和彈性蛋白，使纖維帽逐漸變薄，增加斑塊的不穩(wěn)定性。T淋巴細(xì)胞在斑塊內(nèi)主要通過分泌細(xì)胞因子參與炎癥反應(yīng)。Th1細(xì)胞分泌的干擾素-γ（IFN-γ）可以激活巨噬細(xì)胞，增強(qiáng)其吞噬和殺傷功能，同時抑制VSMC的增殖和膠原蛋白合成，使纖維帽變??；Th2細(xì)胞分泌的白細(xì)胞介素-4（IL-4）、白細(xì)胞介素-10（IL-10）等具有抗炎作用，但在動脈粥樣硬化斑塊中，Th1型細(xì)胞因子的作用往往占主導(dǎo)地位，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，促進(jìn)粥樣斑塊的發(fā)展和不穩(wěn)定。當(dāng)動脈粥樣硬化斑塊發(fā)展到不穩(wěn)定階段，炎癥反應(yīng)在斑塊破裂和血栓形成中起到了關(guān)鍵的觸發(fā)作用。不穩(wěn)定斑塊具有纖維帽薄、脂質(zhì)核心大、炎癥細(xì)胞浸潤多等特點(diǎn)。炎癥細(xì)胞釋放的大量炎癥因子和蛋白水解酶，如前面提到的MMPs、TNF-α、IL-1β等，會進(jìn)一步破壞纖維帽的結(jié)構(gòu)。MMPs持續(xù)降解纖維帽中的細(xì)胞外基質(zhì)，使纖維帽變得更加薄弱；TNF-α和IL-1β等炎癥因子可以激活內(nèi)皮細(xì)胞和血小板，促進(jìn)凝血系統(tǒng)的激活。同時，炎癥反應(yīng)導(dǎo)致的血管內(nèi)皮損傷，使得內(nèi)皮下的膠原纖維和組織因子暴露。膠原纖維可以與血小板表面的受體結(jié)合，激活血小板，使其發(fā)生黏附、聚集和釋放反應(yīng)；組織因子則啟動外源性凝血途徑，激活凝血因子VII，進(jìn)而激活整個凝血級聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致纖維蛋白原轉(zhuǎn)化為纖維蛋白，形成纖維蛋白網(wǎng)，將血小板和血細(xì)胞聚集在一起，形成血栓。一旦血栓形成，可迅速阻塞血管腔，導(dǎo)致急性心肌梗死、腦卒中等嚴(yán)重的心腦血管事件發(fā)生。3.3傳統(tǒng)理論與NLRP3炎癥小體的關(guān)聯(lián)探討傳統(tǒng)上，動脈粥樣硬化的發(fā)病理論主要包括脂質(zhì)浸潤學(xué)說、血栓形成學(xué)說、損傷反應(yīng)學(xué)說等，這些理論從不同角度解釋了動脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)制，但都存在一定的局限性。隨著對動脈粥樣硬化發(fā)病機(jī)制研究的不斷深入，NLRP3炎癥小體在其中的作用逐漸被揭示，為我們理解動脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)制提供了新的視角，并且與傳統(tǒng)理論相互補(bǔ)充和完善。脂質(zhì)浸潤學(xué)說認(rèn)為，動脈粥樣硬化的發(fā)生與脂質(zhì)代謝失常密切相關(guān)，其本質(zhì)是動脈壁對從血漿侵入的脂質(zhì)的反應(yīng)。血漿中增高的脂質(zhì)，主要是以低密度脂蛋白（LDL）和極低密度脂蛋白（VLDL）的形式，或經(jīng)動脈內(nèi)膜表面脂蛋白脂酶的作用分解成殘片的形式，侵入動脈壁。脂蛋白進(jìn)入中膜后，堆積在平滑肌細(xì)胞間、膠原和彈力纖維上，引起平滑肌細(xì)胞增生，平滑肌細(xì)胞和來自血液的單核細(xì)胞吞噬大量脂質(zhì)成為泡沫細(xì)胞；脂蛋白又降解而釋出膽固醇、膽固醇酯、甘油三酯和其他脂質(zhì)，LDL還與動脈壁的蛋白多糖結(jié)合產(chǎn)生不溶性沉淀，這些產(chǎn)物都能刺激纖維組織增生，最終形成粥樣斑塊。然而，該學(xué)說未能充分解釋脂質(zhì)沉積如何引發(fā)炎癥反應(yīng)以及炎癥在動脈粥樣硬化發(fā)展中的作用。NLRP3炎癥小體的發(fā)現(xiàn)彌補(bǔ)了這一不足。研究表明，氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）作為脂質(zhì)浸潤的重要成分，不僅是動脈粥樣硬化病變中的關(guān)鍵脂質(zhì)，還可以通過多種途徑激活NLRP3炎癥小體。ox-LDL被巨噬細(xì)胞攝取后，會導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)代謝紊亂，產(chǎn)生大量的活性氧（ROS），ROS作為一種損傷相關(guān)分子模式（DAMP），能夠激活NLRP3炎癥小體，促進(jìn)IL-1β和IL-18等炎癥因子的釋放。這些炎癥因子進(jìn)一步招募和激活更多的免疫細(xì)胞，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)的放大，促進(jìn)動脈粥樣硬化的發(fā)展。這表明NLRP3炎癥小體在脂質(zhì)浸潤引發(fā)的炎癥反應(yīng)中起到了關(guān)鍵的介導(dǎo)作用，將脂質(zhì)代謝異常與炎癥反應(yīng)緊密聯(lián)系起來，完善了脂質(zhì)浸潤學(xué)說對動脈粥樣硬化發(fā)病機(jī)制的解釋。血栓形成學(xué)說認(rèn)為，動脈粥樣硬化斑塊的形成與血栓形成和血小板聚集密切相關(guān)。在動脈粥樣硬化病變過程中，內(nèi)皮損傷導(dǎo)致血小板黏附、聚集在受損部位，形成血小板血栓。這些血栓可以逐漸機(jī)化，形成纖維斑塊，進(jìn)一步發(fā)展為粥樣斑塊。同時，血小板釋放的生長因子和細(xì)胞因子等物質(zhì)，也可以促進(jìn)平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移，加速動脈粥樣硬化的進(jìn)程。然而，該學(xué)說沒有深入探討炎癥在血栓形成和動脈粥樣硬化發(fā)展中的作用機(jī)制。NLRP3炎癥小體的研究為這一領(lǐng)域提供了新的思路。激活的NLRP3炎癥小體釋放的炎癥因子，如IL-1β、IL-6等，可以激活內(nèi)皮細(xì)胞和血小板，促進(jìn)凝血系統(tǒng)的激活。IL-1β可以上調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞表面的組織因子表達(dá)，啟動外源性凝血途徑；IL-6可以促進(jìn)肝臟合成C-反應(yīng)蛋白（CRP）等急性時相蛋白，CRP可以通過激活補(bǔ)體系統(tǒng)、促進(jìn)血小板聚集等方式，進(jìn)一步加重炎癥反應(yīng)和血栓形成的風(fēng)險。此外，炎癥反應(yīng)導(dǎo)致的血管內(nèi)皮損傷，使得內(nèi)皮下的膠原纖維和組織因子暴露，更容易引發(fā)血小板的黏附、聚集和血栓形成。這說明NLRP3炎癥小體通過調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)，在血栓形成和動脈粥樣硬化的發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，豐富了血栓形成學(xué)說對動脈粥樣硬化發(fā)病機(jī)制的認(rèn)識。損傷反應(yīng)學(xué)說認(rèn)為，各種原因（如機(jī)械性、LDL、高半胱氨酸、免疫性、毒素、病毒等）引起內(nèi)皮損傷，使之分泌生長因子，并吸引單核細(xì)胞粘附于內(nèi)皮。單核細(xì)胞遷移入內(nèi)皮下間隙，攝取脂質(zhì)，形成脂紋，并釋放血小板源性生長因子（PDGF）樣生長因子。脂紋可直接演變?yōu)槔w維斑塊，或由于內(nèi)皮細(xì)胞脫落而引起血小板粘附。這樣，血小板、巨噬細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞均可產(chǎn)生生長因子，刺激中膜平滑肌細(xì)胞（VSMC）增生。增生病灶內(nèi)的VSMC也可分泌PDGF樣生長因子。內(nèi)皮細(xì)胞受損，但尚完整時，內(nèi)皮細(xì)胞更新增加，并產(chǎn)生生長因子，從而刺激中膜VSMC遷移進(jìn)入內(nèi)膜，VSMC及受損內(nèi)皮細(xì)胞均可產(chǎn)生PDGF樣生長因子，這種相互作用導(dǎo)致纖維斑塊形成，并繼續(xù)發(fā)展。雖然該學(xué)說強(qiáng)調(diào)了內(nèi)皮損傷在動脈粥樣硬化發(fā)病中的起始作用，但對炎癥在損傷修復(fù)和病變發(fā)展過程中的調(diào)控機(jī)制闡述不夠深入。NLRP3炎癥小體在這方面提供了更深入的解釋。當(dāng)內(nèi)皮細(xì)胞受到損傷時，會釋放多種損傷相關(guān)分子模式（DAMPs），如高遷移率族蛋白B1（HMGB1）、ATP等，這些DAMPs可以激活NLRP3炎癥小體。激活的NLRP3炎癥小體釋放炎癥因子，進(jìn)一步加劇炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致更多的炎癥細(xì)胞浸潤和聚集。同時，炎癥因子還可以影響VSMC的增殖、遷移和表型轉(zhuǎn)化，促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的合成和降解，從而影響動脈粥樣硬化斑塊的形成和發(fā)展。例如，IL-1β可以抑制VSMC的增殖和膠原蛋白合成，使纖維帽變薄，增加斑塊的不穩(wěn)定性；而TNF-α可以促進(jìn)VSMC的遷移和增殖，在斑塊形成早期可能有助于纖維帽的形成，但在后期也可能導(dǎo)致炎癥反應(yīng)的加劇和斑塊的不穩(wěn)定。這表明NLRP3炎癥小體參與了損傷反應(yīng)學(xué)說中炎癥與細(xì)胞增殖、遷移以及斑塊形成和發(fā)展的調(diào)控過程，完善了損傷反應(yīng)學(xué)說對動脈粥樣硬化發(fā)病機(jī)制的理解。四、NLRP3炎癥小體在動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)中的作用4.1NLRP3炎癥小體與動脈粥樣硬化的相關(guān)性研究大量的臨床和動物實(shí)驗(yàn)研究為NLRP3炎癥小體與動脈粥樣硬化之間的密切相關(guān)性提供了有力證據(jù)。在臨床研究方面，眾多學(xué)者通過對動脈粥樣硬化患者的血管組織樣本和血液樣本進(jìn)行檢測分析，發(fā)現(xiàn)NLRP3炎癥小體及其下游炎癥因子的表達(dá)水平與動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。有研究收集了冠狀動脈粥樣硬化患者的冠狀動脈組織，通過免疫組織化學(xué)和Westernblot等技術(shù)檢測發(fā)現(xiàn)，與健康對照組相比，動脈粥樣硬化患者冠狀動脈組織中NLRP3、ASC、Caspase-1蛋白的表達(dá)顯著上調(diào)，同時成熟的IL-1β和IL-18水平也明顯升高，且這些蛋白的表達(dá)水平與粥樣斑塊的穩(wěn)定性呈負(fù)相關(guān)，不穩(wěn)定斑塊中的表達(dá)水平顯著高于穩(wěn)定斑塊。這表明NLRP3炎癥小體的激活可能在動脈粥樣硬化斑塊的不穩(wěn)定和破裂過程中發(fā)揮重要作用。在對急性冠狀動脈綜合征患者的研究中也發(fā)現(xiàn)，患者血漿中IL-1β和IL-18的水平明顯高于穩(wěn)定型心絞痛患者和健康對照人群，且高水平的IL-1β和IL-18與患者不良心血管事件的發(fā)生風(fēng)險增加相關(guān)。這進(jìn)一步提示NLRP3炎癥小體下游炎癥因子的釋放與動脈粥樣硬化的臨床病情進(jìn)展密切相關(guān)。在動物實(shí)驗(yàn)研究中，研究者通過構(gòu)建各種動脈粥樣硬化動物模型，深入探討了NLRP3炎癥小體在動脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展中的作用機(jī)制。常用的動脈粥樣硬化動物模型包括載脂蛋白E基因敲除（ApoE-/-）小鼠和低密度脂蛋白受體基因敲除（LDLR-/-）小鼠，通過給予高脂飲食喂養(yǎng)，這些小鼠能夠快速形成動脈粥樣硬化病變。研究人員在ApoE-/-小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，與野生型小鼠相比，ApoE-/-小鼠主動脈組織中NLRP3炎癥小體相關(guān)基因和蛋白的表達(dá)顯著升高，炎癥因子IL-1β和IL-18的水平也明顯增加。給予ApoE-/-小鼠NLRP3炎癥小體抑制劑處理后，發(fā)現(xiàn)小鼠動脈粥樣硬化斑塊面積明顯減小，斑塊內(nèi)炎癥細(xì)胞浸潤減少，炎癥因子表達(dá)降低，表明抑制NLRP3炎癥小體的激活可以有效減輕動脈粥樣硬化病變的發(fā)展。在LDLR-/-小鼠模型中也得到了類似的結(jié)果，進(jìn)一步證實(shí)了NLRP3炎癥小體在動脈粥樣硬化中的關(guān)鍵作用。此外，一些基因敲除實(shí)驗(yàn)為NLRP3炎癥小體與動脈粥樣硬化的相關(guān)性提供了更直接的證據(jù)。研究人員構(gòu)建了NLRP3基因敲除的ApoE-/-小鼠，將其與野生型ApoE-/-小鼠進(jìn)行對比研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，NLRP3基因敲除的ApoE-/-小鼠動脈粥樣硬化病變明顯減輕，血脂水平得到改善，炎癥反應(yīng)顯著降低，表明NLRP3基因缺失能夠抑制動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展。同樣，在ASC基因敲除的ApoE-/-小鼠中，由于ASC是NLRP3炎癥小體組裝的關(guān)鍵接頭蛋白，其缺失導(dǎo)致NLRP3炎癥小體無法正常組裝和激活，小鼠動脈粥樣硬化病變也明顯減輕。這些基因敲除實(shí)驗(yàn)從反向驗(yàn)證了NLRP3炎癥小體在動脈粥樣硬化中的重要作用，明確了NLRP3炎癥小體是動脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展過程中的關(guān)鍵調(diào)控因素。4.2NLRP3炎癥小體對動脈粥樣硬化關(guān)鍵細(xì)胞的影響4.2.1對巨噬細(xì)胞的作用巨噬細(xì)胞在動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展過程中扮演著核心角色，而NLRP3炎癥小體對巨噬細(xì)胞的功能具有多方面的重要影響，這些影響在動脈粥樣硬化的病理進(jìn)程中起著關(guān)鍵作用。在巨噬細(xì)胞極化方面，NLRP3炎癥小體的激活能夠促使巨噬細(xì)胞向M1型極化。巨噬細(xì)胞具有多種極化狀態(tài)，其中M1型巨噬細(xì)胞具有較強(qiáng)的促炎作用，而M2型巨噬細(xì)胞則具有抗炎和促進(jìn)組織修復(fù)的功能。正常情況下，巨噬細(xì)胞處于相對平衡的極化狀態(tài)。當(dāng)NLRP3炎癥小體被激活時，會通過多種信號通路調(diào)控巨噬細(xì)胞的極化方向。研究表明，激活的NLRP3炎癥小體可以通過激活絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路，如細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶（ERK）、c-Jun氨基末端激酶（JNK）和p38MAPK等，促進(jìn)M1型巨噬細(xì)胞相關(guān)基因的表達(dá)。這些基因包括誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）等，它們的表達(dá)增加使得巨噬細(xì)胞表現(xiàn)出典型的M1型極化特征，分泌大量促炎因子，加劇炎癥反應(yīng)。同時，NLRP3炎癥小體激活后釋放的炎癥因子IL-1β和IL-18也可以通過自分泌或旁分泌的方式作用于巨噬細(xì)胞，進(jìn)一步促進(jìn)其向M1型極化。IL-1β可以與巨噬細(xì)胞表面的IL-1受體結(jié)合，激活下游的信號通路，上調(diào)M1型極化相關(guān)基因的表達(dá)；IL-18則可以協(xié)同其他細(xì)胞因子，增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的M1型極化狀態(tài)。M1型巨噬細(xì)胞的增多會導(dǎo)致炎癥反應(yīng)的加劇，促進(jìn)動脈粥樣硬化的發(fā)展。在動脈粥樣硬化斑塊中，M1型巨噬細(xì)胞分泌的促炎因子可以吸引更多的炎癥細(xì)胞浸潤，如中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等，進(jìn)一步擴(kuò)大炎癥反應(yīng)。同時，M1型巨噬細(xì)胞還可以通過釋放蛋白酶等物質(zhì)，降解細(xì)胞外基質(zhì)，影響斑塊的穩(wěn)定性。NLRP3炎癥小體激活后，巨噬細(xì)胞會釋放大量的炎癥因子，這在動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)中起著關(guān)鍵的推動作用。當(dāng)NLRP3炎癥小體被激活時，其核心成分Caspase-1被活化，活化的Caspase-1能夠切割無活性的前體IL-1β（pro-IL-1β）和前體IL-18（pro-IL-18），使其轉(zhuǎn)化為具有生物活性的成熟IL-1β和IL-18。成熟的IL-1β和IL-18被釋放到細(xì)胞外，引發(fā)強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)。IL-1β是一種重要的促炎細(xì)胞因子，它可以激活血管內(nèi)皮細(xì)胞，使其表達(dá)更多的黏附分子，如血管細(xì)胞黏附分子-1（VCAM-1）、細(xì)胞間黏附分子-1（ICAM-1）等，促進(jìn)炎癥細(xì)胞的黏附和遷移。IL-1β還可以刺激平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移，改變其表型，使其合成更多的細(xì)胞外基質(zhì)，促進(jìn)動脈粥樣硬化斑塊的形成。IL-18同樣具有強(qiáng)大的促炎作用，它可以協(xié)同干擾素-γ（IFN-γ）等細(xì)胞因子，增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的殺傷活性，促進(jìn)炎癥反應(yīng)的放大。IL-18還可以促進(jìn)T淋巴細(xì)胞向Th1型分化，Th1型細(xì)胞分泌的IFN-γ等細(xì)胞因子又可以進(jìn)一步激活巨噬細(xì)胞，形成正反饋調(diào)節(jié)，加劇炎癥反應(yīng)。除了IL-1β和IL-18，NLRP3炎癥小體激活后的巨噬細(xì)胞還會分泌其他炎癥因子，如TNF-α、IL-6、單核細(xì)胞趨化蛋白-1（MCP-1）等。TNF-α可以誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)黏附分子，促進(jìn)炎癥細(xì)胞的募集，同時還可以抑制平滑肌細(xì)胞的增殖和膠原蛋白合成，使纖維帽變薄，增加斑塊的不穩(wěn)定性；IL-6可以促進(jìn)肝臟合成C-反應(yīng)蛋白（CRP）等急性時相蛋白，CRP可以通過激活補(bǔ)體系統(tǒng)、促進(jìn)血小板聚集等方式，進(jìn)一步加重炎癥反應(yīng)和血栓形成的風(fēng)險；MCP-1則具有強(qiáng)烈的趨化作用，能夠吸引更多的單核細(xì)胞向炎癥部位聚集，補(bǔ)充炎癥細(xì)胞的數(shù)量，維持炎癥反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行。巨噬細(xì)胞攝取氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）形成泡沫細(xì)胞是動脈粥樣硬化早期病變的重要特征，而NLRP3炎癥小體在這一過程中發(fā)揮著促進(jìn)作用。巨噬細(xì)胞表面存在多種受體，其中清道夫受體（SR）對ox-LDL具有高度親和力。當(dāng)巨噬細(xì)胞受到刺激，NLRP3炎癥小體激活后，會影響清道夫受體的表達(dá)和功能，從而促進(jìn)ox-LDL的攝取。研究發(fā)現(xiàn)，NLRP3炎癥小體激活后，會通過上調(diào)清道夫受體A（SRA）和CD36等清道夫受體的表達(dá)，增加巨噬細(xì)胞對ox-LDL的攝取能力。同時，NLRP3炎癥小體激活后釋放的炎癥因子，如IL-1β、TNF-α等，也可以通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的信號通路，促進(jìn)ox-LDL的攝取和代謝。IL-1β可以激活細(xì)胞內(nèi)的磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）-蛋白激酶B（Akt）信號通路，增強(qiáng)清道夫受體的功能，促進(jìn)ox-LDL的攝取；TNF-α則可以通過激活核因子-κB（NF-κB）信號通路，上調(diào)清道夫受體的表達(dá)。隨著ox-LDL的大量攝取，巨噬細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)代謝紊亂，膽固醇酯不斷積累，逐漸轉(zhuǎn)化為泡沫細(xì)胞。泡沫細(xì)胞的形成不僅導(dǎo)致巨噬細(xì)胞功能異常，還會釋放更多的炎癥因子和細(xì)胞因子，進(jìn)一步加劇炎癥反應(yīng)，促進(jìn)動脈粥樣硬化的發(fā)展。泡沫細(xì)胞還可以通過分泌基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）等物質(zhì)，降解細(xì)胞外基質(zhì)，影響斑塊的穩(wěn)定性。在動脈粥樣硬化斑塊中，泡沫細(xì)胞的聚集是斑塊發(fā)展和不穩(wěn)定的重要因素之一。4.2.2對血管內(nèi)皮細(xì)胞的作用血管內(nèi)皮細(xì)胞作為血管內(nèi)壁的重要組成部分，其正常功能對于維持血管穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。NLRP3炎癥小體的激活對血管內(nèi)皮細(xì)胞的功能產(chǎn)生多方面顯著影響，在動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展過程中扮演著關(guān)鍵角色。血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷是動脈粥樣硬化發(fā)生的起始環(huán)節(jié)，而NLRP3炎癥小體的激活會加劇這一損傷過程。當(dāng)血管內(nèi)皮細(xì)胞受到多種危險因素，如氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）、高糖、高血壓、炎癥因子等刺激時，細(xì)胞內(nèi)的NLRP3炎癥小體被激活。ox-LDL是動脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展中的關(guān)鍵脂質(zhì)成分，它可以被血管內(nèi)皮細(xì)胞攝取，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)過氧化增加，產(chǎn)生大量活性氧（ROS）。ROS作為一種損傷相關(guān)分子模式（DAMP），能夠激活NLRP3炎癥小體。激活的NLRP3炎癥小體通過一系列信號通路，導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷。研究表明，激活的NLRP3炎癥小體可以通過激活Caspase-1，誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡。Caspase-1可以切割GasderminD蛋白，使其N端結(jié)構(gòu)域釋放并插入細(xì)胞膜，形成孔道，導(dǎo)致細(xì)胞膜通透性增加，細(xì)胞內(nèi)容物釋放，最終引發(fā)細(xì)胞焦亡。細(xì)胞焦亡會破壞血管內(nèi)皮細(xì)胞的完整性，使其屏障功能受損，促進(jìn)炎癥細(xì)胞的黏附和遷移，為動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展奠定基礎(chǔ)。此外，NLRP3炎癥小體激活后釋放的炎癥因子，如白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）等，也會對血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生直接的損傷作用。IL-1β可以抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移能力，影響其修復(fù)損傷的能力；TNF-α則可以誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)多種凋亡相關(guān)蛋白，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。這些因素共同作用，導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷加劇，加速動脈粥樣硬化的進(jìn)程。NLRP3炎癥小體的激活會導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子表達(dá)增加，這在動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)中起著關(guān)鍵的促進(jìn)作用。黏附分子在炎癥細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞的相互作用中發(fā)揮著重要作用，它們能夠介導(dǎo)炎癥細(xì)胞黏附于血管內(nèi)皮細(xì)胞表面，并進(jìn)一步遷移至血管內(nèi)膜下。當(dāng)NLRP3炎癥小體被激活后，通過激活核因子-κB（NF-κB）等信號通路，上調(diào)血管內(nèi)皮細(xì)胞表面黏附分子的表達(dá)。NF-κB是一種重要的轉(zhuǎn)錄因子，在炎癥反應(yīng)中起著核心調(diào)控作用。NLRP3炎癥小體激活后，其下游的炎癥因子IL-1β和TNF-α等可以與血管內(nèi)皮細(xì)胞表面的相應(yīng)受體結(jié)合，激活NF-κB信號通路。激活的NF-κB進(jìn)入細(xì)胞核，與黏附分子相關(guān)基因的啟動子區(qū)域結(jié)合，促進(jìn)其轉(zhuǎn)錄和表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)，NLRP3炎癥小體激活后，血管內(nèi)皮細(xì)胞表面的血管細(xì)胞黏附分子-1（VCAM-1）、細(xì)胞間黏附分子-1（ICAM-1）和E-選擇素等黏附分子的表達(dá)顯著增加。VCAM-1主要通過與單核細(xì)胞表面的VLA-4受體結(jié)合，介導(dǎo)單核細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞的黏附；ICAM-1則可以與白細(xì)胞表面的LFA-1和Mac-1等受體結(jié)合，促進(jìn)白細(xì)胞的黏附和遷移；E-選擇素能夠識別并結(jié)合白細(xì)胞表面的糖類配體，參與白細(xì)胞的初始黏附。這些黏附分子表達(dá)的增加，使得炎癥細(xì)胞更容易黏附于血管內(nèi)皮細(xì)胞表面，并穿越內(nèi)皮細(xì)胞間隙進(jìn)入血管內(nèi)膜下，引發(fā)炎癥反應(yīng)，促進(jìn)動脈粥樣硬化的發(fā)展。在動脈粥樣硬化早期，單核細(xì)胞通過黏附分子與血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附并遷移至內(nèi)膜下，分化為巨噬細(xì)胞，進(jìn)而攝取ox-LDL形成泡沫細(xì)胞，這是動脈粥樣硬化病變的重要起始步驟。血管內(nèi)皮細(xì)胞通透性改變是動脈粥樣硬化發(fā)展過程中的一個重要特征，NLRP3炎癥小體的激活在其中起到了關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用。正常情況下，血管內(nèi)皮細(xì)胞之間通過緊密連接和黏附連接等結(jié)構(gòu)維持著良好的屏障功能，限制血漿成分和炎癥細(xì)胞的滲出。然而，當(dāng)NLRP3炎癥小體被激活后，會破壞這些連接結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞通透性增加。研究表明，NLRP3炎癥小體激活后釋放的炎癥因子，如IL-1β、TNF-α等，能夠影響血管內(nèi)皮細(xì)胞緊密連接蛋白和黏附連接蛋白的表達(dá)和分布。IL-1β可以通過激活絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路，如細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶（ERK）、c-Jun氨基末端激酶（JNK）和p38MAPK等，導(dǎo)致緊密連接蛋白如閉合蛋白（Occludin）、緊密連接蛋白-1（Claudin-1）等的表達(dá)下調(diào)，同時改變其在細(xì)胞膜上的分布，使緊密連接結(jié)構(gòu)受損。TNF-α則可以通過激活NF-κB信號通路，誘導(dǎo)黏附連接蛋白如血管內(nèi)皮鈣黏蛋白（VE-cadherin）的降解，破壞黏附連接的穩(wěn)定性。這些變化導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞之間的間隙增大，血漿中的脂質(zhì)、炎癥因子和其他有害物質(zhì)更容易進(jìn)入血管內(nèi)膜下，促進(jìn)脂質(zhì)沉積和炎癥反應(yīng)的發(fā)生。ox-LDL可以通過增加的血管內(nèi)皮細(xì)胞通透性進(jìn)入內(nèi)膜下，被巨噬細(xì)胞攝取形成泡沫細(xì)胞，加速動脈粥樣硬化斑塊的形成。同時，炎癥因子也可以通過通透性增加的血管內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)入血管壁，進(jìn)一步激活血管平滑肌細(xì)胞和其他炎癥細(xì)胞，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)的級聯(lián)放大。此外，血管內(nèi)皮細(xì)胞通透性增加還會導(dǎo)致血管壁水腫，進(jìn)一步破壞血管的正常結(jié)構(gòu)和功能，促進(jìn)動脈粥樣硬化的發(fā)展。4.2.3對血管平滑肌細(xì)胞的作用血管平滑肌細(xì)胞（VSMCs）在動脈粥樣硬化的病理過程中經(jīng)歷了復(fù)雜的生物學(xué)行為改變，NLRP3炎癥小體在其中發(fā)揮著關(guān)鍵的調(diào)控作用，對動脈粥樣硬化的發(fā)展進(jìn)程產(chǎn)生重要影響。NLRP3炎癥小體對血管平滑肌細(xì)胞的增殖具有顯著的調(diào)控作用。在動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展過程中，VSMCs的增殖是一個重要的病理特征。研究表明，NLRP3炎癥小體的激活可以促進(jìn)VSMCs的增殖。當(dāng)血管受到損傷或處于炎癥狀態(tài)時，多種內(nèi)源性危險信號，如氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）、高遷移率族蛋白B1（HMGB1）等，會激活VSMCs內(nèi)的NLRP3炎癥小體。激活的NLRP3炎癥小體通過一系列信號通路來調(diào)節(jié)VSMCs的增殖。其中，絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路在這一過程中起著關(guān)鍵作用。NLRP3炎癥小體激活后，其下游的炎癥因子，如白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）等，與VSMCs表面的相應(yīng)受體結(jié)合，激活MAPK信號通路。以ERK1/2信號通路為例，IL-1β與IL-1受體結(jié)合后，通過接頭蛋白MyD88等激活一系列激酶，最終導(dǎo)致ERK1/2的磷酸化激活。激活的ERK1/2可以進(jìn)入細(xì)胞核，調(diào)節(jié)與細(xì)胞增殖相關(guān)基因的表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)，ERK1/2可以磷酸化并激活轉(zhuǎn)錄因子Elk-1，Elk-1與血清反應(yīng)元件（SRE）結(jié)合，促進(jìn)c-fos、c-jun等原癌基因的轉(zhuǎn)錄，這些基因編碼的蛋白參與細(xì)胞周期的調(diào)控，促進(jìn)VSMCs從G1期進(jìn)入S期，從而促進(jìn)細(xì)胞增殖。此外，NLRP3炎癥小體激活后還可以通過調(diào)節(jié)細(xì)胞周期蛋白和細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶（CDK）的表達(dá)來影響VSMCs的增殖。細(xì)胞周期蛋白D1（CyclinD1）和細(xì)胞周期蛋白E（CyclinE）是細(xì)胞周期G1期向S期轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵調(diào)節(jié)蛋白。NLRP3炎癥小體激活后，通過上調(diào)CyclinD1和CyclinE的表達(dá)，促進(jìn)CDK4/6和CDK2的活性，推動細(xì)胞周期的進(jìn)程，促進(jìn)VSMCs的增殖。VSMCs的過度增殖會導(dǎo)致血管壁增厚，管腔狹窄，影響血管的正常功能，進(jìn)一步促進(jìn)動脈粥樣硬化的發(fā)展。血管平滑肌細(xì)胞的遷移在動脈粥樣硬化的病理進(jìn)程中起著重要作用，NLRP3炎癥小體對其具有促進(jìn)作用。在動脈粥樣硬化早期，VSMCs從血管中膜向內(nèi)膜下遷移，這一過程參與了粥樣斑塊的形成。NLRP3炎癥小體激活后，通過多種機(jī)制促進(jìn)VSMCs的遷移。炎癥因子在其中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。NLRP3炎癥小體激活后釋放的IL-1β和TNF-α等炎癥因子，可以與VSMCs表面的受體結(jié)合，激活細(xì)胞內(nèi)的信號通路。這些信號通路包括PI3K-Akt信號通路和RhoGTP酶信號通路等。PI3K-Akt信號通路在細(xì)胞遷移中起著重要的調(diào)節(jié)作用。IL-1β或TNF-α與受體結(jié)合后，激活PI3K，PI3K將磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PIP2）轉(zhuǎn)化為磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸（PIP3），PIP3招募并激活A(yù)kt。激活的Akt可以磷酸化下游的多種蛋白，如糖原合成酶激酶-3β（GSK-3β）等。GSK-3β的磷酸化使其活性受到抑制，從而解除對轉(zhuǎn)錄因子β-連環(huán)蛋白（β-catenin）的抑制，β-catenin進(jìn)入細(xì)胞核，與T細(xì)胞因子（TCF）/淋巴增強(qiáng)因子（LEF）結(jié)合，調(diào)節(jié)與細(xì)胞遷移相關(guān)基因的表達(dá)，如基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）等。MMPs可以降解細(xì)胞外基質(zhì)，為VSMCs的遷移提供空間。RhoGTP酶信號通路也參與了VSMCs的遷移調(diào)節(jié)。NLRP3炎癥小體激活后，通過激活RhoGTP酶，如RhoA、Rac1和Cdc42等，調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架的重組。RhoA可以促進(jìn)應(yīng)力纖維的形成，增強(qiáng)細(xì)胞的收縮力，有利于細(xì)胞的遷移；Rac1和Cdc42則參與絲狀偽足和片狀偽足的形成，促進(jìn)細(xì)胞的伸展和遷移。此外，NLRP3炎癥小體激活后還可以上調(diào)VSMCs表面整合素等黏附分子的表達(dá)，增強(qiáng)VSMCs與細(xì)胞外基質(zhì)的黏附能力，進(jìn)一步促進(jìn)細(xì)胞的遷移。VSMCs向內(nèi)膜下的遷移，使得它們能夠攝取脂質(zhì)，轉(zhuǎn)化為泡沫細(xì)胞，同時分泌細(xì)胞外基質(zhì)，促進(jìn)粥樣斑塊的形成和發(fā)展。VSMCs的表型轉(zhuǎn)化是動脈粥樣硬化發(fā)展過程中的一個重要事件，NLRP3炎癥小體在這一過程中發(fā)揮著關(guān)鍵的調(diào)控作用。在正常生理狀態(tài)下，VSMCs處于收縮型表型，具有較強(qiáng)的收縮功能，能夠調(diào)節(jié)血管的張力。然而，在動脈粥樣硬化等病理?xiàng)l件下，VSMCs會發(fā)生表型轉(zhuǎn)化，從收縮型轉(zhuǎn)變?yōu)楹铣尚汀：铣尚蚔SMCs失去了部分收縮功能，卻獲得了增殖、遷移和分泌細(xì)胞外基質(zhì)的能力。NLRP3炎癥小體的激活是誘導(dǎo)VSMCs表型轉(zhuǎn)化的重要因素之一。當(dāng)NLRP3炎癥小體被激活后，通過激活NF-κB等信號通路，調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá)，促進(jìn)VSMCs的表型轉(zhuǎn)化。NF-κB是一種重要的轉(zhuǎn)錄因子，在炎癥和細(xì)胞表型轉(zhuǎn)化中起著核心調(diào)控作用。NLRP3炎癥小體激活后，其下游的炎癥因子IL-1β和TNF-α等與VSMCs表面的受體結(jié)合，激活NF4.3NLRP3炎癥小體影響動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)的信號通路NLRP3炎癥小體激活后，主要通過核因子-κB（NF-κB）信號通路、絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路以及其他相關(guān)信號通路來調(diào)控炎癥因子的表達(dá)，從而在動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。NF-κB信號通路在NLRP3炎癥小體介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)中占據(jù)核心地位。在正常生理狀態(tài)下，NF-κB以無活性的形式存在于細(xì)胞質(zhì)中，與抑制蛋白IκB結(jié)合形成復(fù)合物。當(dāng)細(xì)胞受到病原體相關(guān)分子模式（PAMPs）或損傷相關(guān)分子模式（DAMPs）等刺激時，Toll樣受體（TLRs）等模式識別受體首先識別這些信號。以LPS刺激為例，LPS與TLR4結(jié)合后，招募髓樣分化因子88（MyD88）和TIR結(jié)構(gòu)域銜接蛋白（TRIF）等接頭蛋白，通過一系列激酶的磷酸化級聯(lián)反應(yīng)，激活I(lǐng)κB激酶（IKK）復(fù)合物。IKK復(fù)合物由IKKα、IKKβ和IKKγ組成，其中IKKβ在NF-κB激活過程中起主要作用。IKKβ磷酸化IκB，使其發(fā)生泛素化修飾，進(jìn)而被蛋白酶體降解。NF-κB得以釋放并進(jìn)入細(xì)胞核，與NLRP3、pro-IL-1β、pro-IL-18等基因的啟動子區(qū)域結(jié)合，促進(jìn)它們的轉(zhuǎn)錄。在動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)中，氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）、膽固醇結(jié)晶等內(nèi)源性危險信號可以激活NF-κB信號通路。ox-LDL被巨噬細(xì)胞攝取后，會導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)代謝紊亂，產(chǎn)生大量的活性氧（ROS），ROS可以通過激活TLR4等途徑，間接激活NF-κB信號通路。研究表明，抑制NF-κB信號通路的激活，可以顯著降低NLRP3炎癥小體相關(guān)基因和蛋白的表達(dá)，減少炎癥因子的釋放，從而減輕動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)。在ApoE-/-小鼠模型中，給予NF-κB抑制劑處理后，小鼠主動脈組織中NLRP3、IL-1β和IL-18的表達(dá)明顯降低，動脈粥樣硬化病變也得到改善。MAPK信號通路也是NLRP3炎癥小體調(diào)控炎癥反應(yīng)的重要途徑。MAPK信號通路包括細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶（ERK）、c-Jun氨基末端激酶（JNK）和p38MAPK三條主要的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。當(dāng)細(xì)胞受到刺激時，上游的受體酪氨酸激酶（RTK）、G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）等被激活，通過一系列接頭蛋白和激酶的作用，依次激活Ras、Raf、MEK等激酶，最終激活ERK、JNK和p38MAPK。激活的ERK、JNK和p38MAPK可以磷酸化下游的轉(zhuǎn)錄因子，如Elk-1、c-Jun、ATF-2等，調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá)。在NLRP3炎癥小體激活過程中，MAPK信號通路參與了多個環(huán)節(jié)。激活的NLRP3炎癥小體可以通過釋放炎癥因子，如IL-1β和TNF-α等，與細(xì)胞表面的相應(yīng)受體結(jié)合，激活MAPK信號通路。IL-1β與IL-1受體結(jié)合后，通過接頭蛋白MyD88等激活一系列激酶，最終導(dǎo)致ERK、JNK和p38MAPK的磷酸化激活。這些激活的MAPK可以調(diào)節(jié)NLRP3炎癥小體相關(guān)基因和蛋白的表達(dá)，促進(jìn)炎癥因子的釋放。研究發(fā)現(xiàn)，抑制MAPK信號通路的激活，可以減少NLRP3炎癥小體的組裝和激活，降低炎癥因子的表達(dá)水平。在ox-LDL刺激的巨噬細(xì)胞中，使用ERK、JNK或p38MAPK的抑制劑處理后，NLRP3、IL-1β和IL-18的表達(dá)明顯降低，炎癥反應(yīng)得到抑制。此外，MAPK信號通路還可以通過調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、遷移和凋亡等生物學(xué)行為，參與動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展。在動脈粥樣硬化病變中，VSMCs的增殖和遷移是重要的病理過程，MAPK信號通路的激活可以促進(jìn)VSMCs的增殖和遷移，而抑制MAPK信號通路則可以減少VSMCs的增殖和遷移，從而影響動脈粥樣硬化斑塊的形成和發(fā)展。除了NF-κB和MAPK信號通路外，NLRP3炎癥小體還可以通過其他信號通路影響動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)。PI3K-Akt信號通路在細(xì)胞的生長、存活和代謝等過程中發(fā)揮著重要作用。在NLRP3炎癥小體激活過程中，PI3K-Akt信號通路也參與其中。研究發(fā)現(xiàn)，ox-LDL可以激活巨噬細(xì)胞中的PI3K-Akt信號通路，促進(jìn)NLRP3炎癥小體的激活和炎癥因子的釋放。PI3K可以將磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PIP2）轉(zhuǎn)化為磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸（PIP3），PIP3招募并激活A(yù)kt。激活的Akt可以磷酸化下游的多種蛋白，如GSK-3β等。GSK-3β的磷酸化使其活性受到抑制，從而解除對轉(zhuǎn)錄因子β-catenin的抑制，β-catenin進(jìn)入細(xì)胞核，與T細(xì)胞因子（TCF）/淋巴增強(qiáng)因子（LEF）結(jié)合，調(diào)節(jié)與炎癥反應(yīng)相關(guān)基因的表達(dá)。此外，NLRP3炎癥小體還可以通過調(diào)節(jié)NLRP3與其他蛋白的相互作用，影響炎癥反應(yīng)。NIMA相關(guān)激酶7（NEK7）是NLRP3炎癥小體激活的關(guān)鍵分子，它與NLRP3直接結(jié)合，調(diào)控NLRP3的寡聚化及后續(xù)炎癥小體組裝。研究表明，一些小分子化合物或天然產(chǎn)物可以通過調(diào)節(jié)NEK7與NLRP3的相互作用，抑制NLRP3炎癥小體的激活，為動脈粥樣硬化的治療提供了新的靶點(diǎn)。五、NLRP3炎癥小體下游炎癥因子在動脈粥樣硬化中的作用5.1常見下游炎癥因子介紹NLRP3炎癥小體激活后，會促使一系列下游炎癥因子的成熟與釋放，這些炎癥因子在動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，其中較為常見且研究深入的包括白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、白細(xì)胞介素-18（IL-18）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）。IL-1β是一種具有強(qiáng)大促炎活性的細(xì)胞因子，在NLRP3炎癥小體激活后，