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1、NLRP3炎症小体组分NLRP3及CARD8基因的遗传变异与缺血性脑卒中作为重要的先天免疫模式识别受体，Nod样受体蛋白炎症小体在参与动脉粥样硬化的病理生理学机制以及介导缺血性脑卒中的炎性损伤中发挥着关键的作用，而编码NLRP3炎症小体组分的基因变异会影响其介导的炎症反应。至目前为止，NLRP3炎症小体的组分NLRP3和胱天蛋白酶募集域蛋白8的基因变异在慢性炎症性疾病中的遗传学效应被广泛研究，但结论相互矛盾，且IS领域很少有学者涉足。本文综述了近来关于NLRP3和CARD8的单核苷酸多态性在IS及其他慢性炎症性疾病发病中的交互作用的研究，NLRP3炎症小体有望成为IS的富有前景的治疗靶点。一、
2、NLRP3炎症小体在IS发病机制中的研究进展1.NLRP3炎症小体在缺血性脑损伤中可能的调控机制一项2013年的研究发现，NLRP3炎症小体在脑缺血低氧后被激活，NLRP3、凋亡相关微粒蛋白及半胱天冬氨酶-1(caspase-1）等的表达增加，著者团队发现给予caspase-1抑制剂后,缺血-再灌注损伤得到减轻，而静脉注射免疫球蛋白后，模型动物的梗死体积和模型动物的死亡率下降，因免疫球蛋白可以抑制NLRP3炎症小体的激活，揭示了在脑缺血-再灌注损伤的免疫炎症机制中NLRP3炎症小体的作用关键1。2014年，同一研究团队通过间歇性地使脑缺血后的模型动物空腹，下调了核因子B(nuclearfact
3、orkappabeta,NF-B）和丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activatedproteinkinase,MAPK）信号转导通路，因而抑制了NLRP3炎症小体的活化，缺血-再灌注损伤得以减轻2。另有研究证实，在神经元细胞中，氧-葡萄糖剥夺可以诱导dsRNA的积聚，启动NLRP3和促炎细胞因子的产生，这些参与了脑缺血的炎症进展和损伤3。2.NLRP3炎症小体的激活NLRP3炎症小体是一种大分子量的胞浆蛋白复合体，由NLRP3、接头蛋白ASC和效应蛋白Pro-caspase-1(caspase-1的前体）组成。当配体（胆固醇结晶、-淀粉样蛋白、溶酶体裂解成分、活性氧等内源性危险信号及细
4、菌、病毒等多种外源性因素）结合到NLRP3的亮氨酸富集结构域（leucinerichrepeats,LRR）后，激活了NLRP3，活化的NLRP3诱导自身寡聚化，再通过NLRP3的热蛋白结构域（pyrin-domain,PYD）与ASC的PYD的相互作用与ASC形成复合物，再由ASC的caspase募集域（caspaserecruitmentdomain,CARD）募集下游的Pro-caspase-1形成炎症小体，于是caspase-1被自身激活，活化后的caspase-1进一步促进了具有生物活性的IL-1和IL-18的激活和释放，IL-1和IL-18作为重要的促炎细胞因子，广泛参与了AS及缺
5、血性脑损伤的全过程，在先天免疫中发挥了关键的作用。3针对NLRP3炎症小体的靶向药物目前抗IL-1药物己被广泛应用于多种IL-1参与发病机制的炎症性疾病的治疗，临床疗效确切。研究发现，抑制IL-1信号途径可以使急性心肌梗死后的心肌重构得到有效改善，抗IL-1药物有望成为治疗或预防冠心病的有效药物。近来研究发现，雌激素和黄体酮可以在蛋白水平调控ASC和NLRP3，并在大鼠短暂局灶缺血模型中降低炎症小体组分的表达4。2015年lto等5阐述了Bruton酪氨酸蛋白激酶（Brutonstyrosinekinase,BTK）可作为NLRP3和ASC交互作用的平台而发挥作用，激活caspase-1形成N
6、LRP3-ASC-caspase-1炎症级联反应通路，文中首次证实脑缺血后BTK的激活与NLRP3炎症小体的活化明确关联；在脑缺血-再灌注模型，BTK诱导的炎症小体的激活大部分发生于浸润的巨噬细胞或中性粒细胞中，给与BTK抑制剂依鲁替尼后NLRP3炎症小体的激活被抑制，从而脑梗死体积及神经功能损伤明显减轻，BTK抑制剂有望成为IS富有前景的治疗靶点5。二、胱天蛋白酶募集域蛋白8(caspaserecruitmentdomain-containingprotein8,CARD8)全基因组关联分析表明，9p21位点与IS显著相关，ANRIL(antisensenoncodingRNAintheIN
7、K4locus）是9p21区影响AS进展的最主要的候选基因之一，在AS中作用关键，而ANRIL调控的重要的下游靶向基因就是CARD86。既往研究表明CARD8也是NLRP3炎症小体的衔接蛋白分子，并提出一个模型，即NLRP3炎症小体包括NLRP3、ASC、CARD8、Pro-caspase-1。Ito等7发现内源性的NLRP3只有在休眠的状态下才与CARD8结合，当细胞内源性刺激物超过一定的域值，NLRP3就会与ASC结合而非CARD8，因此CARD8可以控制NLRP3于非活性状态，这种反向调控作用是通过其FIIND(functiontofind）结构域与NLRP3的核苷酸结合寡聚化结构域（n
8、ucleotide-bindingandoligeomerizationdomain,NOD）的结合抑制了NLRP3的寡聚化来实现的。同时Ito等7还发现CARD8不能减少包含突变的NLRP3基因在内的炎症小体诱发的IL-1的分泌，这可能源于突变的NLRP3逃脱了CARD8的控制，导致了患者体内不必要的NLRP3炎症小体的激活。另一方面，CARD8还能反向调节NF-B的活化（IS发生时，NF-B可被特异性激活，从而诱导相关基因的表达，产生Pro-IL-1和Pro-IL-18等前炎症因子，与缺血性脑损伤的炎症机制相关密切），同时具有抗凋亡作用。于是CARD8毫无悬念地逐渐引人瞩目，成为了AS及I
9、S免疫炎症机制中非常关键的因素。三、NLRP3炎症小体组分基因NLRP3和CARD8分子遗传学的研究现状研究表明，IS是一种遗传及环境因素相互作用的多基因遗传病。有国外学者认为NLRP3炎症小体组分基因的变异可能会影响IS的发生和结局，但至目前为止，关于NLRP3炎症小体的组分基因在IS发病中的遗传学效应的探索甚少，而在其他慢性炎症性疾病中的研究方兴未艾。1.NLRP3基因多态性与炎症性疾病目前研究最多的NLRP3基因的单核苷酸多态性是rs35829419(c.2113CA,Q705K)8和rs107545589，研究证明上述的SNPs都是“功能获得性”的突变。rs10754558位点位于NL
10、RP3基因的3UTR区，其小等位G使NLRP3mRNA3UTR的稳定性得以提升，从而提高了NLRP3mRNA的表达9。关于NLRP3基因的SNPs(rs35829419、rs10754558)与多种炎症性疾病易感性的关联研究已有很多10,11,12,13，如NLRP3rs10754558位点的多态性与冠状动脉疾病的发生显著相关，携带G等位基因的人群具有更严重的冠状动脉狭窄10;NLRP3rs35829419的SNPs在女性群体中可以抑制心肌梗死的进展13。但在IS方面的研究仅有一项：2015年来自中国的一项研究报道，NLRP3rs10754558位点的多态性影响了IS的发病风险14，文中揭示小
11、等位G明显提高疾病进展的风险。2.CARD8基因多态性与炎症性疾病CARD8功能性SNPrs2043211位于CARD8基因第五个外显子内，是CARD8基因模版链上A到T碱基的变化(c.30TA,p.C10X)，形成终止密码Cys10Stop，因而表达丧失了抑制NF-B激活功能的截断的CARD8蛋白，使得Pro-IL-1的产生过多，而后者正是NLRP3炎症小体信号转导通路的底物。许多研究证实，CARD8rs2043211多态性与IS6、类风湿性关节炎（rheumatoidarthritis,RA)12、炎症性肠病15、下肢动脉硬化闭塞症16、多发性骨髓瘤17、慢性髓系白血病18、肺外结核等19
12、众多慢性炎症性疾病的易感性相关，然而纵观以往的大量研究，结论是相互矛盾的：CARD8rs2043211的小等位T增加了炎症性肠病的易患性15;rs2043211的T等位基因在隐性遗传模式下降低了IS的患病风险6;2013年一项关于AS与CARD8基因的关联研究20指出：相比于取自移植供体的对照组织，人类AS斑块中CARD8mRNA高表达，携带次等位基因者与斑块中CARD8的低表达相关，但此研究同时也发现，IL-1、IL-18的mRNA表达与CARD8rs2043211位点的SNPs无关联。而在另外一些研究中21,22,23，著者并未发现CARD8rs2043211或NLRP3rs3582941
13、9的SNPs与炎症性疾病易感性的关联。鉴于上述结论的种种矛盾，2012年Ben等24对此做出解释：NLRP3炎症小体复合物的组分基因及NOD2基因中多态性的存在正是这种矛盾的原因所在。3.NLRP3和CARD8基因SNPs间的交互作用与炎症性疾病易感性的关联科研小组在查阅了大量的文献资料后发现25，在多蛋白复合物NLRP3炎症小体免疫炎症机制的研究中，仅分析多蛋白复合物单一组份基因的多态性是有失偏颇的，很难客观地体现NLRP3炎症小体在此中的遗传学效应，特别是对于由多基因调控的IS来说更是如此，而探索某一疾患与多位点基因型组合之间的关联是一项重要而复杂的工程。至目前为止仅有一项关于IS与CAR
14、D8/NLRP3基因型组合间的关联性研究25。本文在此总结了CARD8/NLRP3基因型组合在慢性炎症性疾病中的研究概况。类似于IS,AS及NLRP3炎症小体也参与了腹主动脉瘤的病理生理过程，2011年一项国外的研究发现26，基因型组合CARD8rs2043211/NLRP3rs35829419AT/CC对腹主动脉瘤的发病具有保护作用，此结论与Roberts等27在Crohn病中的研究结果不谋而合，Roberts等27发现当NOD2基因处于野生型时，基因型组合CARD8rs2043211/NLRP3rs35829419AT/CC及AA/CA对Crohn病具有保护作用，当用性别分层后，上述基因型
15、组合在女性Crohn病患者中具有更高的频率。两位著者对此解释如下：CARD8rs2043211的小等位基因导致了过多的Pro-IL-1的产生，一旦NLRP3rs35829419位点出现的并不是“功能获得性”的小等位，Pro-IL-1就不能被剪切生成过多的IL-1并释放，反之如果NLRP3rs35829419小等位基因并未与CARD8rs2043211的小等位基因同时存在，因为CARD8是非截断蛋白，就不会有过多的Pro-IL-1的出现。由此可见当NOD2处于野生型时，CARD8rs2043211与NLRP3rs35829419的SNPs相关显著，当一个多态性位点的小等位和另一个多态性位点的野生
16、纯合型共存时，可减少人群罹患Crohn病的风险。上述研究的学者们评估了CARD8C10X和NLRP3Q705K的所有基因型组合，Schoultz等28,29将研究群体根据不存在变异的等位基因（C10X/Q705K+/+）和至少存在一个变异的等位基因(C10X/Q705K-/-)进行区分。Kastbom等29发现携带CARD8C10X/NLRP3Q705K-/-的RA患者疾病活性更高，更适宜接受TNF阻滞治疗。2015年同一著者团队进一步研究表明30，携带CARD8C10X/NLRP3Q705K-/-基因型组合的RA患者IS和短暂性脑缺血发作的易患性增加，但不增加心肌梗死及心绞痛的罹患风险。上述发现在表达NOD2基因野生型的男性Crohn病患者中被进一步证实28,Rob
