细胞焦亡在糖尿病及其并发症中的作用及中药干预进展
糖尿病作为一种慢性代谢性疾病，以慢性高血糖、胰岛素抵抗同时伴有慢性炎症为主要特征。由于胰岛素分泌不足和（或）利用功能障碍引起的血糖升高，长期发展可造成心、肾、眼、神经系统等靶器官出现慢性进行性病变，引起组织器官功能减退甚至衰竭。糖尿病发生发展的主要机制包括胰岛β细胞功能衰竭和胰岛素抵抗（insulinresistance，IR），而IR的出现与遗传因素、肥胖、炎症、氧化应激、肠道菌群紊乱等因素关系密切[1]。全球疾病负担研究显示，2021年全球共有5.29亿糖尿病患者，预计到2050年人数将上升至13.1亿[2]。作为日益严重的全球性公共健康问题，糖尿病患病人数逐年增加，已成为威胁人民生命健康的重要原因，给个人和社会带来了巨大的经济负担。细胞焦亡（pyroptosis）作为一种促炎性程序性死亡方式，广泛存在于单核细胞、巨噬细胞、心肌细胞、足细胞等多种细胞中，在机体天然免疫反应和抗感染方面发挥重要作用[3]。研究表明慢性炎症在糖尿病及其并发症的发生发展过程中起着重要作用，细胞焦亡导致炎症小体过度激活引起糖尿病患者体内细胞受损死亡，进一步引起糖尿病心肌病变、糖尿病肾脏病变、糖尿病视网膜病变等组织损伤和器官功能障碍[4]。同时，高血糖导致糖基化终产物（advancedglycationproducts，AGEs）生成增多及活性氧（reactiveoxygenspecies，ROS）水平升高，诱导炎症小体激活从而发生细胞焦亡[5]。细胞焦亡进一步导致胰岛β细胞功能下降、脂质代谢紊乱，在加速糖尿病肾损伤、引起神经功能障碍以及血管内皮细胞损伤等方面发挥重要作用。因此，深入研究细胞焦亡和炎症小体在糖尿病及其并发症中的作用机制，对于寻找新的治疗方法和改善患者预后具有重要意义。
中医药具有多层次、多靶点、不良反应少等独特优势，中医药能够通过抑制细胞焦亡的发生，减轻机体炎症反应，改善糖尿病相关并发症引起的靶器官病理损伤，减缓疾病发生发展进程，在治疗和延缓糖尿病及其并发症方面疗效显著。目前，细胞焦亡在糖尿病及其相关并发症当中的作用机制尚不清楚，仍有待进一步研究。故本研究通过总结国内外最新研究报道，探析细胞焦亡在糖尿病及其并发症中的作用机制，综述中医药干预细胞焦亡治疗糖尿病及其并发症的最新研究进展，为进一步深入研究其作用机制，更好地利用中医药治疗提供指导。
1细胞焦亡相关信号通路和作用靶点
细胞焦亡作为由孔道形成蛋白GasderminD（GSDMD）介导的一种细胞新的程序性死亡方式，由半胱天冬酶-1（Caspase-1）主导，同时伴随大量促炎症因子的释放。细胞焦亡会引起细胞膜上形成多个1～2nm的孔隙，导致细胞膜失去完整性，引起细胞膜调控物质进出的能力出现异常，使细胞膜发生溶解，细胞内容物释放，诱发炎症反应。在细胞焦亡发生的同时，细胞会释放出白细胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、IL-18，从而募集更多的炎症细胞，进一步扩大炎症反应[6]。焦亡最初被认为是对外部病原体入侵的先天免疫和炎症反应。适当的细胞焦亡在病原体入侵时可消除病原体，但随后的研究表明，焦亡是一把双刃剑，过度的焦亡会导致持续的炎症反应。细胞焦亡广泛存在于各种炎症性疾病、代谢性疾病、感染性疾病、自身免疫性疾病[7]等疾病的发生发展中。细胞焦亡的分子机制分为经典途径和非经典途径，具体通路途径见图1。
1.1经典途径
细胞焦亡由炎症小体介导，伴随GSDMD蛋白切割和IL-1β、IL-18的释放。炎症小体作为一种多分子复合体，主要由胞浆内核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3（NOD-likereceptorthermalproteindomainassociatedprotein3，NLRP3）、凋亡相关斑点样蛋白（apoptosis-associatedspeck-likeproteincontainingaCARD，ASC）和半胱天冬酶-1前体（pro-cysteinylaspartatespecificproteinase-1，pro-Caspase-1）组成。炎症小体是细胞质模式识别受体，存在于多种细胞中，与识别内源性危险信号有关，是引起炎症的重要物质。焦亡诱导因子刺激产生炎症小体，NLRP3、核苷酸结合寡聚结构域富含亮氨酸重复序列和含Caspase募集结构域-4（nucleotide-bindingoligomerizationdomain,leucine-richrepeatandcaspaserecruitmentdomain-containing4，NLRC4）、黑色素瘤缺乏因子（absentinmelanoma2，AIM2）等炎症小体被激活后活化裂解Caspase前体从而产生具有活性的Caspase-1[8]。pro-Caspase-1与NLRP3一方面切割GSDMD蛋白，产生的N端片段N-GSDMD穿透细胞膜形成孔道，引起细胞膜穿孔，细胞肿胀、破裂，内容物流出以及细胞死亡；另一方面切割pro-IL-1β和pro-IL-18，产生成熟的IL-1β和IL-18释放到细胞外，从而扩大炎症反应。在整个过程中，炎症小体被激活是细胞焦亡发生的重要步骤[9]。
1.2非经典途径
在非经典细胞焦亡途径中，Caspase-4、Caspase-5以及Caspase-11通过结合脂多糖被激活启动焦亡，将GSDMD蛋白裂解切割，产生N-GSDMD，N端蛋白不仅能够引起K+外流诱导形成炎症小体，进一步导致细胞膜穿孔、细胞溶解死亡引起炎症反应，同时激活NLRP3炎症小体活化Caspase-1，产生并释放IL-1β[10]。另一方面，pro-Caspase-4/5/11能够剪切膜通道蛋白（Pannexin-1，PANX1）诱导三磷酸腺苷（adenosinetriphosphate，ATP）释放从而引起胞膜通道嘌呤能2X7受体（purinergic2X7receptor，P2X7R）开放，使细胞膜形成小孔引起细胞焦亡发生。细胞这种依赖于Caspase-4/5/11的细胞死亡方式称为非经典途径细胞焦亡[8,11]。
1.3GSDMD蛋白和NLRP3炎症小体
GSDMD作为Gasdermin蛋白家族的一员[12]，以及经典途径和非经典途径的执行蛋白，GSDMD由1个N端结构域（GSDMD-N）和1个C端结构域（GSDMD-D）以及介于两者之间的接头组成，该接头能够被活化的炎症半胱天冬酶识别和切割[13]。切割后，GSDMD-N片段在细胞膜上易位，与酸性物质如磷脂酰肌醇磷酸盐、磷脂酰丝氨酸和心磷脂等特异性结合，N端结构域在细胞膜中寡聚并形成直径为10～16nm的孔，通过该孔分泌较小直径的底物，该孔在细胞中能够表现出强烈的膜细胞破坏毒性，同时引起IL-18和IL-1β释放[14]。膜孔的丰度增加最终导致膜破裂和焦亡，释放出整个细胞内容物。因此，GSDMD家族是细胞焦亡的执行分子，其打孔功能是细胞焦亡发生的必要条件，也是细胞焦亡发生的关键所在，而GSDMD家族蛋白的激活多依赖于焦亡启动过程中上游蛋白酶即Caspase-1的靶向剪切活化[15]。由此可见，GSDMD是炎症发生的关键介质、Caspase-1下游关键因子、细胞焦亡的效应器。
炎症小体是由细胞质中的NOD样受体（NOD-likereceptor，NLR）或AIM2样受体（AIM2-likereceptor，ALR）作为受体蛋白，ASC作为接头蛋白，Caspase作为效应蛋白，由三者组合而成的多蛋白复合物，在调节炎症反应中起核心作用。
作为炎症反应的中枢介质，炎症小体的激活以及信号转导与各种代谢性疾病的发生发展密切相关。炎症小体的激活途径通常分为2个步骤，首先激活炎症小体相关前体，当刺激上调时，核因子-κB（nuclearfactor-κB，NF-κB）信号通路被激活易位至细胞核，从而引起pro-IL-1β/IL-18被激活，受体分子活化。由于各种外源性和内源性的刺激，炎性小体的pyrin结构域（pyrindomain，PYD）和半胱天冬酶活化和募集结构域（Caspase⁃acti⁃vationandrecruitmentdomain，CARD）可以寡聚活化的传感器蛋白并募集ASC，通过CARD-CARD相互作用与pro-Caspase-1结合[16]，形成完整且具有活性的炎性小体，产生具有活性的效应蛋白Caspase-1裂解释放细胞质内侧的IL-1β和IL-18，同时Caspase-1通过剪切GSDMD致使GSDMD-N端结构域释放，进而在细胞膜上打孔形成孔结构，细胞内外失衡破裂导致细胞死亡，细胞内容物通过细胞膜释放，诱导细胞焦亡并引发炎症反应。由NLRP1、NLRP3、NLRC4、NLRP6以及AIM2受体蛋白形成的炎症小体称为典型炎症小体，能促进Caspase-1的活化并产生炎症反应，而其他非规范性炎症小体可以通过促进Caspase-4/5/11的活化引发一系列的免疫反应[17]。炎症小体可直接或间接影响胰岛素信号通路的传导，引起2型糖尿病（type2diabetesmellitus，T2DM）和IR[18]。
NLRP3作为调节Caspase-1激活的先天免疫系统受体和传感器，研究表明NLRP3炎症小体的激活影响机体葡萄糖耐量、胰岛素敏感性以及肠道微生物，导致T2DM的发生发展[19]。同时，伴随T2DM的发展出现多器官功能障碍引发炎症反应，进一步又会激活NLRP3炎症小体[20]。因此，NLRP3炎症小体与T2DM的关系十分密切，炎症反应也参与引起IR，如糖脂代谢紊乱、缺氧、内质网应激等[21]。虽然多种炎症小体正在深入研究中，但NLRP3炎症小体是目前研究最多、相关证据最丰富、参与炎症和免疫疾病最广泛的炎症小体之一。综上所述，细胞焦亡的发生依赖于Caspase和GSDMD蛋白家族，同时伴有大量的促炎症因子释放，而干预NLRP3炎症小体能够作为活化Caspase-1的主要靶点，同时在抑制GSDMD蛋白激活形成膜孔方面发挥重要作用。
2细胞焦亡对糖尿病及其并发症的影响
2.1糖尿病
炎症反应是糖尿病及其并发症的主要致病因素，同时也是胰岛β细胞功能障碍以及IR发生的主要原因，高血糖状态下变化的炎症反应相关标志物包括C反应蛋白、IL-1β、IL-18、肿瘤坏死因子-α（tumornecrosisfactor-α，TNF-α）、NF-κB及NLRP3等[22]。研究表明，糖尿病大鼠葡萄糖稳态的调节与NLRP3炎症小体水平关系密切，NLRP3炎症小体激活引起全身慢性低度炎症，从而引起胰岛素抵抗和肥胖等代谢性疾病[23]。脂肪组织通过参与内分泌和免疫反应调节代谢稳态，同时储存和释放脂肪细胞中的脂质。当脂肪组织功能失调时，分泌NLRP3和IL-1β等促炎因子，损害外周胰岛素敏感性，同时以旁分泌方式干扰脂肪组织的内分泌和免疫功能[24]。脂肪组织中NLRP3的表达减少能显著改善肥胖T2DM炎症反应并且提高机体胰岛素敏感性，NLRP3炎症小体能够感知脂毒性相关的神经酰胺，从而诱导巨噬细胞和脂肪组织当中的Caspase-1切割，NLRP3的降低能够防止肥胖诱导的炎性小体在脂肪和肝脏当中被激活，同时增强脂肪和肝脏当中胰岛素信号的传导[25]。研究表明，糖尿病通过AGE途径、蛋白激酶C（proteinkinaseC，PKC）以及聚ADP核糖聚合酶（poly-ADPribosepolymerase，PARP）等途径增加线粒体代谢，过程中产生的活性氧诱导胰岛β细胞发生焦亡[26]。由此可见，随着慢性炎症引起的代谢紊乱、活性氧增加以及线粒体损伤的加重，NLRP3炎症小体被激活，进一步破坏胰岛β细胞引起IR。细胞焦亡作为糖尿病发病机制的重要研究视角，发病过程中释放大量炎性因子，其中以NLRP3炎症小体为首；尽管具体机制仍有待进一步研究，但今后糖尿病的治疗过程中可针对性靶向炎症因子从而发挥作用。
2.2糖尿病心肌病
糖尿病心肌病作为糖尿病重要的并发症，主要表现为在没有高血压、冠状动脉疾病和其他心脏病变的情况下，由于高血糖引发的心脏结构和功能障碍，引起心肌纤维化、心室扩大以及心功能不全，最终导致心力衰竭[27]。高糖状态下血液中胆固醇、脂肪酸等物质积累激活TNF-α、IL-6、IL-1等炎症因子，引起心肌损伤。细胞焦亡通路被激活导致细胞膜破裂，释放大量炎症因子引起心脏纤维化，形成局部炎症的微环境[28]。研究表明，通过沉默NLRP3能够抑制高糖诱导下的H9C2心肌细胞炎症、细胞焦亡以及纤维化，参与糖尿病心肌病的进展[29]。高血糖诱导的活性氧过度生成是糖尿病心肌病慢性低度炎症的主要原因，高血糖促进糖基化产物与受体结合，激活NF-κB等信号通路，诱导心肌细胞产生大量炎症因子。长期的IR导致细胞利用脂肪酸氧化产生能量，引起氧化呼吸链中活性氧的增加，导致线粒体功能受损。氧自由基的积累、炎症因子的刺激、线粒体功能障碍等因素可激活NLRP3和Caspase-1从而引起心肌细胞焦亡[30]。以上结果显示，在糖尿病心肌病众多机制中，心肌细胞焦亡是糖尿病心肌病的终末产物，与线粒体功能障碍、内质网应激和炎症的发生关系密切[31]。炎症小体介导的细胞焦亡是糖尿病心肌病发病的关键因素，抑制心肌细胞焦亡是治疗糖尿病心肌病的潜在有效方法。
2.3糖尿病肾脏病变
糖尿病肾病是糖尿病常见的严重微血管并发症，同时也是慢性肾脏疾病与终末期肾脏病的主要发病与死亡原因。糖尿病肾病早期病理特征包括基底膜增厚、系膜基质生成增多以及细胞外基质增加，进一步发展出现肾小球硬化和肾小管间质纤维化，最终导致蛋白尿和不可逆的肾损伤[32]。大量研究证实，糖尿病肾病的发生与机体炎症相关基因表达以及通路激活关系密切[33]，炎症反应的发生进一步加重糖尿病肾脏病变，典型炎症小体途径中最重要的过程是由Gasdermin家族介导的炎症小体活化和膜孔形成。糖尿病肾脏病变的发生以细胞焦亡经典途径为主，NLRP3炎症小体被激活为主要诱因，最终导致肾小管上皮细胞纤维化以及肾脏损伤的出现。足细胞作为肾小球滤过屏障的重要组成部分，足细胞受损引起糖尿病肾脏病变蛋白尿。Wu等[34]研究表明抑制NLRP3炎症小体活化可能是糖尿病肾脏病变的有效治疗方法之一，通过调控IL-1β/ROS/NF-κBp65信号通路介导足细胞中糖尿病相关的脂质积累，减轻对足细胞损伤程度，从而改善糖尿病肾脏中肾脏炎症和纤维化进程。研究发现，叉头盆蛋白质M1（forkheadboxproteinM1，FOXM1）转录激活沉默调节蛋白4（sirtuin4，Sirt4），抑制NF-κB信号通路传导以及NLRP3炎症小体的生成，减轻糖尿病肾脏引起的肾损伤和足细胞焦亡[35]。蛋白尿是糖尿病肾脏发生发展贯穿始终的关键因素，研究证明，蛋白尿与细胞焦亡之间具有显著相关性，当出现蛋白尿增加、肾小球系膜扩张以及肾小球增厚时，具有足细胞特异性NLRP3或Caspase-1缺乏症的高血糖小鼠表现出对糖尿病肾病的肾保护作用，由此可见靶向NLRP3可能是糖尿病肾病的一种有效的治疗方法[36]。糖尿病肾病的特征之一是无菌性炎症，NLRP3炎症小体所参与的细胞焦亡机制亦是一种无菌炎症机制，针对NLRP3炎症小体活化在足细胞中的作用，或许可以找到糖尿病肾病的潜在治疗靶点。
2.4糖尿病视网膜病变
糖尿病视网膜病变是由高血糖引发的复杂病理生理机制引起的。炎症作为引起糖尿病视网膜病变的关键因素之一，高糖状态下诱导晚期糖基化产物出现，伴发氧化应激以及血管内皮生长因子刺激炎症反应，慢性低度炎症伴随糖尿病视网膜病变的各个阶段[37]。大量研究表明，糖尿病视网膜病变的发生发展与多种眼部细胞焦亡关系密切，目前针对其细胞焦亡相关研究主要集中在NLRP3介导的炎症小体依赖性通路中，大量炎性细胞因子焦亡诱导各种视网膜细胞的炎性死亡从而加速该病的发生[38]。研究表明，IL-18可能作为糖尿病视网膜病变发病过程中炎症小体激活的主要炎症因子，Caspase-1表达裂解位于内核层细胞核当中，裂解Caspase-1的核易位可能在调节促进细胞死亡的转录因子中发挥作用从而引起糖尿病视网膜病变[39]。同时有研究证实，抑制Caspase-1或沉默NLRP3可以减少Caspase-1和IL-1β的分泌，改善视网膜层厚度与视网膜屏障的通透性，从而延缓糖尿病视网膜病变的进展[40]。NLRP3的活化参与糖尿病视网膜病变的各个阶段，激活的NLRP3炎症小体为IL-1β、IL-18提供平台诱导炎症的发生。大量研究表明，几乎所有的视网膜细胞都会经历细胞焦亡、细胞膨胀和破裂，释放炎性细胞因子并引发炎症风暴[41]。随着糖尿病视网膜病变的进展，NLRP3的过度激活诱发炎症以及各种视网膜细胞死亡从而引发炎症风暴，损害视网膜神经血管单元结构和功能，影响糖尿病视网膜病变患者视力。目前研究表明，细胞焦亡干预糖尿病视网膜病变的途径主要为NLRP3/Caspase-1信号通路，而非经典焦亡途径是否发挥作用仍有待进一步研究；GSDMD作为焦亡的终极执行蛋白，针对GSDMD在糖尿病视网膜病变中的功能需要进一步深入研究。虽然实验证明Caspase-1抑制剂以及NLRP3抑制剂能够阻断NLRP3/Caspase-1信号通路，但临床尚未真正应用，更多的抑制剂仍有待筛选确认。
2.5糖尿病足
糖尿病足是糖尿病严重的慢性并发症之一，治疗费用高昂，严重者可导致患者截肢和死亡，是非创伤性截肢的最常见原因。伤口愈合受损作为糖尿病足迁延难愈的重要原因之一，长期难愈引起患者疼痛，进而演变成残疾，严重影响患者生存质量[42]。糖尿病足伤口愈合过程受损与免疫细胞和细胞因子浸润引起的持续性炎症反应关系密切，炎症反应的增强加重创口损伤[43]。研究表明，糖尿病患者伤口中NLRP3、Caspase-1和IL-1β蛋白及mRNA表达水平明显升高，可能导致糖尿病伤口和高糖诱导的巨噬细胞的过度炎症，引起降低胰岛素敏感性同时损伤血管内皮细胞，加重伤口愈合不良[44]。研究发现炎症信号通路在糖尿病足伤口细胞焦亡的发生中作用显著，糖尿病足患者伤口NLRP3、NF-κBp65、NF-kB抑制蛋白-α（inhibitory-αofNF-κB，IκB-α）、ASC及Caspase-1水平明显升高，推测可能与NLRP3/NF-κB炎症信号通路被激活关系密切，可能为糖尿病足溃疡的治疗提供新靶点，缓解糖尿病足伤口细胞焦亡的发生[45]。
3中药调节细胞焦亡干预糖尿病及其并发症
3.1中药活性成分及提取物干预细胞焦亡防治糖尿病及其并发症
3.1.2糖尿病心肌病绞股蓝苷（gypenosides）作为绞股蓝的活性成分之一，具有降糖、降压、抗衰老及抗炎等药理作用。研究发现绞股蓝苷能够抑制活性氧的产生，降低C-反应蛋白（C-reactionprotein，CRP）、IL-1β和IL-18的水平，抑制NLRP3炎症小体的活化从而改善心肌损伤[49]。糖尿病导致线粒体脂质代谢增加和活性氧累积增多，从而导致细胞焦亡的发生[50]。槲皮素（quercetin）作为一种黄酮类物质，具有抗炎和抗氧化等特性。研究发现槲皮素能够改善DCM大鼠心肌纤维化进展，减少糖尿病诱导的心肌细胞凋亡，减轻HG诱导的心肌细胞损伤，通过Nrf2途径抑制高糖诱导的焦亡体活化和线粒体损伤。槲皮素通过促进Nrf2的核易位，增加下游抗氧化因子血红素氧合酶-1（hemeoxygenase-1，HO-1）和谷氨酸-半胱氨酸连接酶（glutamatecysteineligase，GCL）的表达水平，清除细胞内活性氧的积累，抑制糖尿病心肌病焦亡过程，减轻线粒体损伤，有效减少心肌组织中炎症因子的刺激，延缓心肌纤维化的发展，保护心脏功能[51]。石榴皮提取物（pomegranatepeelextract，PPE）由于其抗氧化和抗炎特性表现出显著的心脏保护作用。研究发现经PPE治疗能够改善糖尿病心肌病大鼠心脏肥大，有效降低血清心肌肌钙蛋白，并减少心肌组织中脂质过氧化，改善糖尿病心肌病大鼠心肌纤维化的发生，降低心脏组织焦亡相关蛋白NLRP3、Caspase-1、IL-1β等表达水平，结果表明PPE在糖尿病大鼠的治疗中具有显著的心脏保护作用，未来或可作为预防糖尿病心肌病的有效疗法之一[52]。
3.1.3糖尿病肾病研究发现骨碎补有效成分之一柚皮苷（naringin）能够抑制HG诱导的细胞增殖，NLRP3炎症小体在肾小球系膜细胞的活化和炎症中发挥作用，柚皮苷通过改善NLRP3-Caspase-1-IL-1β/IL-18信号通路降低NLRP3介导的炎症因子表达，通过发挥抗炎作用改善糖尿病肾病[53]。Han等[54]研究发现，水蛭素通过抑制GSDMD介导的小鼠细胞焦亡，显著改善链脲佐菌素（streptozotocin，STZ）诱导的糖尿病肾病小鼠肾损伤，同时抑制了来自野生型（widetype，WT）小鼠中分离出的原代肾小球内皮细胞（glomerularothelialcells，GEC）、肾小管上皮细胞（renaltubularepithelialcell，RTEC）以及BMDMs的体外焦亡发生，水蛭素通过抑制干扰素调节因子2（interferonregulatoryfactor-2，lrf2）来改善GSDMD介导的焦亡，从而改善糖尿病肾病引起的肾损伤。黄连有效成分小檗碱（berberine）通过抑制NLRP3炎症小体来抑制高糖诱导的上皮间质转化（epithelial-mesenchymaltransition，EMT）和肾间质纤维化，在体内小檗碱可有效改善尿蛋白及肾脏病理变化，而在体外小檗碱始终抑制高糖诱导的EMT和人肾小管上皮细胞（humankidney-2，HK-2）中NLRP3炎症小体的活化，小檗碱因此或可用作改善糖尿病肾小管间质纤维化的潜在药物之一[55]。丹参广泛应用于治疗糖尿病肾病，其有效成分丹参酮IIA（tanshinoneIIA）经研究发现能够减轻糖尿病肾病引起的肾损伤，改善db/db小鼠肾脏中尿蛋白水平，降低NLRP3和人硫氧还蛋白互作蛋白（thioredoxininteractingprotein，Txnip）的表达，高血糖虽可诱发肾小球内皮细胞焦亡，但丹参酮IIA能够通过调控Txnip/NLRP3炎症小体从而抑制焦亡，延缓DKD的进展[56]。肾小球内皮细胞（HRGECs）作为肾小球滤过屏障的重要组成部分，HG条件下内皮细胞障碍是糖尿病肾病发生的关键因素[57]。银杏素作为银杏叶中提取出的黄酮类物质，具有抗炎、抗肥胖、抗氧化应激等药理作用。研究发现银杏素能够抑制HG条件下HRGECs中IL-1β、IL-18和LDH的释放，降低p-NF-κBp65、NLRP3、cleavedCaspase-1以及GSDMD的蛋白表达，同时银杏素能够促进HG条件下HRGECs增殖，通过抑制细胞焦亡的发生减轻肾小球内皮细胞损伤[58]。
3.1.4糖尿病视网膜病变长链非编码RNA母系表达基因3（lncRNAMEG3）是一种非编码RNA，能够通过抑制人视网膜血管内皮细胞增殖和迁移缓解糖尿病视网膜病变患者病情[59]，当归多糖（angelicasinensispolysaccharides，ASP）是当归的主要活性成分，具有抗炎、抗氧化以及抗凋亡等功效。通过利用ASP干预糖尿病视网膜病变模型大鼠lncRNAMEG3表达，能够减少视网膜上皮细胞焦亡，当使用lncRNAMEG3抑制剂后Caspase-1、Caspase-4、Caspase-5蛋白表达增加，表明ASP调控细胞焦亡作用机制可能通过影响lncRNAMEG3表达来实现[59]。黄蜀葵花的主要活性成分之一金丝桃苷（hyperoside，HY）经现代研究证实具有显著的抗氧化、抗炎以及抑制细胞凋亡等作用。通过利用HY干预HG诱导下视网膜周细胞（retinalpericytes，RPCs）发现，HY能够有效减轻氧化应激与炎症反应，抑制HG诱导下的RPCs损伤，降低NLRP3、Caspase-1、GSDMD等焦亡标志物的表达，有效改善视网膜组织损伤，从而发挥治疗糖尿病视网膜病变的作用[60]。黄芩素（scutellarin）作为黄酮类化合物，具有抗炎、抗氧化、抗纤维化、抗肿瘤等药理作用，因此被认为是治疗糖尿病视网膜病变的潜在药物之一。研究发现黄芩素能够抑制糖尿病视网膜病变视网膜神经节细胞焦亡的发生，降低Caspase-1、IL-1β、IL-18、GSDMD以及NLRP3蛋白表达，改善糖尿病视网膜病变氧化应激以及炎症反应，延缓该病病程[61]。中药活性成分调控细胞焦亡治疗糖尿病及其并发症作用机制见表1。
3.2中药复方干预细胞焦亡防治糖尿病及其并发症
3.2.1糖尿病乌梅丸出自《伤寒杂病论》，由乌梅、黄连、黄柏、人参等药物组成，具有温脏安蛔、寒热并用、酸收止利之功。研究发现乌梅丸能够降低db/db小鼠空腹血糖水平同时促进血清胰岛素分泌，保护胰岛β细胞，降低Caspase-12以及增加Bcl-2的表达，抑制NLRP3炎症小体的活化，以保护胰岛β细胞从而干预T2DM的发展[62]。
黄连温胆汤首载于清陆廷珍《六因条辨》，由黄连、法半夏、竹茹、枳实、陈皮、茯苓等药物组成，具有清热燥湿、理气化痰之功。研究发现黄连温胆汤能够调控细胞焦亡改善IR，通过应用棕榈酸钠及胰岛素建立IR-HepG2细胞模型，实验结果表明黄连温胆汤含药血清通过调控NLRP3增强IR-HepG2细胞胰岛素敏感性，抑制炎症因子释放，靶向抑制NLRP3/Caspase-1信号通路改善IR-HepG2细胞焦亡，为临床IR及T2DM的预防与治疗提供新的治疗策略及靶点[63]。
3.2.2糖尿病心肌病白虎人参汤和枳实薤白桂枝汤均出自《伤寒杂病论》，合用具有益气养阴化痰之功。研究发现两方合用可有效抑制NLRP3炎症小体活化水平，中药高剂量组显著降低糖尿病心肌病小鼠心肌组织NLRP3、ASC、Caspase-1蛋白表达，减轻小鼠血清中TNF-α、IL-1β、IL-18的表达，抑制模型小鼠炎症反应，减轻细胞焦亡，改善心肌纤维化从而起到抗炎和保护心肌的作用，进一步延缓糖尿病心肌病的病程[64]。
健心颗粒由黄芪、红参、蒲黄、丹参、猪苓、白术等药物组成，具有益气、活血、温阳、利水之功。研究发现健心颗粒能够改善糖尿病心肌病大鼠心室重构，减轻心肌细胞焦亡水平，下调心肌组织细胞焦亡相关基因NLRP3、Caspase-1以及GSDMDmRNA和蛋白表达水平，降低血清炎性因子IL-1β、IL-18水平，通过调控NLRP3/Caspase-1/GSDMD信号通路改善模型大鼠心肌细胞焦亡，抑制炎症反应，进而发挥保护心肌组织的作用，从而达到治疗糖尿病心肌病的目的[65]。
3.2.3糖尿病肾病中药复方滋肾丸由黄柏、知母、肉桂组成，具有滋阴清热利尿的功效。研究发现滋肾丸能够降低db/db小鼠空腹血糖、糖化血红蛋白水平，减少尿蛋白排泄，降低血尿素氮、血肌酐以及尿N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶水平、中性粒细胞明胶酶相关载脂蛋白和半胱氨酸蛋白酶抑制剂C等肾小管早期损伤指标，减轻肾组织病理损伤，改善肾功能。通过抑制肾小管上皮细胞NLRP3炎症小体活化，降低肾组织IL-1β、IL-18、ASC、Caspase-1蛋白及mRNA表达，体外实验证实滋肾丸通过调控HK-2细胞EMT标志物α-平滑肌肌动蛋白（α-smoothmuscleactin，α-SMA）、上皮性钙黏附蛋白（E-cadherin，E-Cad）蛋白及mRNA表达，明显减轻细胞核损伤，降低焦亡水平，减少IL-1β、IL-18等炎症因子的释放，有效抑制HG诱导的HK-2细胞EMT及焦亡，结果显示干预炎症反应可能是其早期治疗糖尿病肾病的作用机制[66]。
中药复方益肾康由黄芪、黄精、黄连、太子参等8味中药构成，具有益气养阴、通补脾肾、通利玄府等功效。研究表明益肾康能够改善糖尿病肾病大鼠空腹血糖水平、减少尿白蛋白肌酐比以及尿N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶（N-acetyl-β-D-glucosidase，NAG）水平，减少尿视黄醇结合蛋白的排泄，降低血清炎症因子IL-1β、IL-18水平从而减轻DKD大鼠肾脏损伤状况，其在炎症因子的抑制方面疗效优于厄贝沙坦，益肾康通过调控Klotho/NF-κB信号通路改善糖尿病肾病大鼠早期肾损伤，其次抑制NLRP3/caspase-1/GSDMD/IL-1β信号通路活化，有效抑制肾脏组织细胞焦亡[67]。
肾消解毒通络方（SJTR）由黄芪、当归、赤芍、地龙、川芎、红花等药组成，由补阳还五汤合黄连解毒汤加减化裁而成。研究发现SJTR能够降低糖尿病肾病金黄地鼠血肌酐及血尿酸水平，降低24h尿蛋白定量，改善肾病理损伤，同时降低血清总胆固醇、三酰甘油水平，结果显示SJTR具有对焦亡信号通路的调控作用以及拮抗炎症损伤的机制，从而有效改善肾功能进一步延缓糖尿病肾病进程[68]。
当归补血汤出自李东垣《内外伤辨惑论·暑伤胃气论》，研究证实其能够通过改善氧化应激、抗炎症反应、降低尿蛋白定量以及改善足细胞损伤等作用延缓糖尿病肾病进展。研究发现当归补血汤能够降低血清中IL-1β、IL-18表达水平，减少NLRP3在足细胞中的表达，降低TXNIP/NLRP3/Caspase-1/GSDMD蛋白表达，有效抑制糖尿病肾病大鼠氧化应激与炎症反应的发生，同时抑制足细胞焦亡，减少模型大鼠24h尿蛋白从而起到肾保护的作用，有效延缓糖尿病肾病进程[69]。
3.2.4糖尿病视网膜病变中药复方益糖康由红参、黄精、黄芪、茯苓、葛根等12味中药构成，具有健脾益气、养阴清热、活血化瘀等功效。研究发现益糖康能够降低糖尿病视网膜病变大鼠视网膜组织中Toll样受体4（toll-likereceptor4，TLR4）、髓样分化蛋白88（myeloiddifferentialprotein88，MyD88）、NF-κB、NLRP3以及pro-Caspase-1、Caspase-1蛋白的表达水平，减少细胞焦亡的发生从而改善糖尿病视网膜病变大鼠视网膜屏障功能，降低血-视网膜屏障的损伤程度，进一步减轻DR大鼠视网膜组织的病理改变。体外实验通过调控TLR4/MyD88/NF-κB信号通路、NLRP3/ASC/pro-Caspase-1炎症小体通路从而保护HG诱导的HMEC-1细胞，进一步提出NF-κB、Caspase-1前体或许是起到保护作用的可能靶点[70]。
益肝明目汤由柴胡、当归、白芍、川芎、丹参、茯苓等药物组成，是陈向东教授基于“血水同治”理论所创立具有疏肝健脾、活血利水功效的中药复方。研究发现益肝明目汤能够减轻糖尿病视网膜病变大鼠视网膜黄斑水肿及相关病理损伤，抑制NLRP3、ASC、Caspase-1蛋白表达同时降低IL-1β、IL-18释放，改善视网膜组织的炎症状态，有效减轻视网膜病理损伤，从而改善视网膜功能，延缓糖尿病视网膜病变病情发展[71]。
3.2.5糖尿病足加味四妙勇安汤由肉桂、黄连、薏苡仁、土茯苓、川牛膝、丹参等药物组成，具有活血止痛、清热解毒之功。研究发现加味四妙勇安汤结合LncRNAMALAT1敲除能够抑制糖尿病足溃疡创面组织NF-κBp65、IL-1β、pro-Caspase-1、NLRP3、ASC、GSDMD等细胞焦亡关键炎症因子表达，通过下调创面组织LncRNAMALAT1表达从而抑制巨噬细胞焦亡，进一步减轻糖尿病大鼠足溃疡创面面积，促进糖尿病足溃疡愈合[72]。
中药复方调控细胞焦亡治疗糖尿病及其并发症作用机制见表2。
4结语与展望
目前细胞焦亡的作用机制以及针对炎症小体调节和抑制方面仍存在一些问题，如目前研究多局限于动物模型或细胞实验，对于临床靶向NLRP3炎症小体及其他抑制剂的应用在预防和治疗糖尿病中仍存在局限性，缺乏足够的临床试验来验证细胞焦亡在人体中的作用。其次，目前的研究更多地验证了由Caspase-1介导的经典焦亡途径对于糖尿病及其相关并发症的影响，而对于NLRC4、AIM2经典焦亡途径以及Caspase-4/5介导的非经典焦亡途径与糖尿病及其并发症的关系仍有待更深入的研究。未来应拓展细胞焦亡机制的研究范围，明确细胞焦亡与其他类型细胞死亡如凋亡、铁死亡、自噬等方式之间的关联。虽然目前已有药物展示出抗焦亡的作用，但仍需更深入研究炎症小体介导的焦亡机制和潜在的抗焦亡药物，加大对NLRP3炎症小体抑制剂以及ROS/Caspase-1抑制剂的研发，寻找新的药物靶点，进一步加快新药开发与临床转化，从而为糖尿病的治疗和药物开发提供更多的思考和方向。
