糖尿病在全球范围内迅速增长。2019年约有4.63亿人患病，预计到2045年这一数字将增至7亿，这是由于人口老龄化和2型糖尿病患病率的上升造成的。因此，糖尿病并发症的负担也显著加重[1]。糖尿病并发症中，最常见的是周围和自主神经系统损伤，尤其是糖尿病性周围神经病变（diabetic peripheral neuropathy，DPN）[2]。DPN严重影响患者的生活质量，也是糖尿病足溃疡发展的主要危险因素，它还增加了跌倒、感染及截肢的风险[3]。DPN作为一种以患者感觉异常、痛感减退、刺痛感、烧灼感等神经性疼痛为主要临床表现的神经系统病变，其发病机制复杂，与长期血糖控制不良、遗传因素和生活方式密切相关。持续的高血糖水平是DPN的主要病理基础，导致神经血管供应不足、神经代谢障碍、神经炎症和直接神经损伤等多种机制相互作用，形成DPN的内外在表现。DPN的发展与神经细胞的损伤和死亡密切相关，而细胞焦亡可能是这一过程中的关键机制之一[4]。中医药在DPN的治疗中展现出独特优势，通过调节细胞焦亡为中医药在DPN治疗中的应用提供了新的理论基础。因此，探讨中医药对糖尿病周围神经病变的治疗作用及其机制，尤其是其对细胞焦亡的调节，不仅能够深化我们对DPN病理过程的理解，也为中医药治疗DPN提供新的视角。本文旨在系统回顾细胞焦亡在糖尿病周围神经病变中的作用机制，总结出中医药通过调节细胞焦亡减轻DPN的相关研究进展，以期为中医药治疗DPN的进一步研究与应用提供参考。
1 细胞焦亡
细胞焦亡是一种由炎症反应引发的程序化细胞死亡方式，其特征为细胞膜孔隙形成、膜破裂、细胞肿胀和细胞内容物的释放[5]。焦亡（pyroptosis）一词源自希腊语“pyro”，意为“火”或“发烧”；“ptosis”意为“坠落”，旨在强调焦亡与炎症相关的特性[6]。细胞焦亡主要由炎症小体激活的半胱天冬酶 （caspase）家族触发，这些caspase 能够切割并激活炎症相关的细胞因子和气体酰胺酶，从而导致细胞膜孔洞的形成和细胞内容物的释放。Gasdermin 家族蛋白含有促成孔洞形成的N端和抑制该活性的 C 端。在特定刺激下，活性 caspase 或颗粒酶裂解 gasdermin，释放N端，进而引发细胞焦亡。
2 细胞焦亡的发生机制
调控细胞焦亡的分子信号通路是一种独特的程序性细胞死亡形式。在这一过程中，中心角色是一组炎症caspase，包括人类和小鼠同源的caspase-1，小鼠同源的caspase-11，以及人类同源的caspase-4/5。这些caspase作为关键效应分子，通过执行蛋白GSDM启动细胞焦亡，最终导致细胞膜破裂。而其可分为3种不同途径：caspase-1依赖途径、caspase-1非依赖途和炎症小体介导途径。
2.1 Caspase-1依赖途径
当机体受到病原微生物的刺激后，细胞内的模式识别受体会发生寡聚化，并与凋亡相关的微粒蛋白以及caspase前体一起组装成炎症复合体。这个复合体能够识别包括细菌、真菌、病毒在内的炎症病原体相关分子模式（PAMPs）以及ATP、胆固醇等损伤相关分子模式或宿主来源的损伤结合分子模式（DAMPs）[7]。炎症小体形成会激活caspase-1前体，caspase-1活化会促进无活性的白细胞介素（IL）-1β和IL-18前体裂解，生成具有活性的IL-1β和IL-18；活化后的炎症caspase-1会裂解Gasdermin-D（GSDMD），移除其C端的自我抑制结构域，生成的N端GSDMD与细胞膜的磷脂质结合形成孔洞。GSDMD成孔复合物增加了细胞膜的通透性，使得膜两侧的离子浓度和渗透压失衡，致使细胞肿胀、裂解，从而引起细胞死亡，并且炎性细胞内容物的释放会在细胞外引发炎症反应[8-9]。这些孔洞造成细胞内外失衡，导致细胞溶解和死亡。而IL-1β、IL-18通过孔洞分泌到细胞外，募集免疫细胞引发炎症反应，进而诱导细胞焦亡。
2.2 Caspase-1非依赖途径
Caspase-1非依赖性细胞焦亡通路主要涉及小鼠同源caspase11和人类同源caspase4和caspase5。Caspase-11可直接识别并结合脂多糖，通过作用于GSDMD，释放其活性N端结构域，从而促进焦亡。此外，caspase-11还可激活pannexin-1通道，导致ATP释放，并进一步促进P2×7膜通道的开启，诱导焦亡。同时，caspase-11还能够激活NLRP3炎症小体及其下游的caspase-1，进而引发炎症因子的释放。人源caspase-4/5是小鼠源caspase-11的同源蛋白，二者在功能上具有相似性[10]。
2.3 炎症小体介导途径
细胞焦亡可分为两个主要阶段：启动和激活。启动阶段，宿主细胞通过诸多胞内外受体感知危险信号，这些受体主要包括Toll样受体（TLRs）和Nod样受体（NLRs）。TLRs主要识别细胞外信号，如病毒的外壳蛋白或细菌毒素[11]，而NLRs则识别通过吞噬作用进入细胞内部的病原体[12]。NLRs中的NOD1和NOD2与TLRs协同作用，激活核因子（NF）-κB通路，从而上调炎症因子肿瘤坏死因子（TNF）-α、IL-1β和IL-18的表达。NF-κB通路的激活为炎症小体的形成提供了必要条件，例如NLRP3和Caspase-1等炎症小体成分的表达上调[13-14]。在激活阶段，炎症小体的形成开始进行。炎症小体是一种大型的细胞内多蛋白信号复合体，根据其结构特征，炎症小体多聚蛋白大致可分为3类：NLR蛋白家族、AIM2家族以及pyrin家族[15-17]。NLRP3炎症小体是最为典型且研究较深入的一种。NLRP3炎症小体由NLRP3、凋亡相关斑点蛋白（ASC）和Caspase-1组成。NLRP3通过其NACHT结构域进行自我相互作用发生寡聚化，随后通过其N端的Pyrin结构域招募ASC，ASC再通过其CARD结构域相互作用招募Caspase-1的前体pro-Caspase-1。完整的炎症小体能够激活Caspase-1，使其从前体状态转变为具有活性的成熟态。激活的Caspase-1进一步裂解pro-IL-18和pro-IL-1β，促使IL-18和IL-1β形成，进而引发炎症反应。
3 细胞焦亡在DPN中的作用
焦亡是DPN的发生和发展中的一个重要调节机制，其机制可能与高血糖刺激下导致的慢性炎症相关[18-19]。细胞外基质蛋白的积累、过度炎症、轴突退化和无髓纤维退化导致DPN患者感觉传导延迟和长期神经损伤[20]。过度焦亡会导致细胞膜破裂并释放大量促炎细胞因子和趋化因子，进而导致神经炎症[21]，神经病变后引发一系列继发性损伤，最终导致神经元死亡并加剧疾病发展进程[22-23]。焦亡恰好是一种由炎症因子介导的程序性细胞死亡，糖尿病引起的高血糖、高胰岛素血症和胰岛素抵抗导致线粒体损伤，活性氧（ROS）过量产生引起细胞氧化还原失衡[24-25]。而ROS作为炎症反应的关键调节因子，在神经系统疾病中显著促进NLRP3炎症小体的激活诱发细胞焦亡[26]。有研究显示高血糖可以激活NLRP3炎症小体，促进pro-caspase-1转变为caspase-1，从而加速焦亡的发生[27]。焦亡产生的炎症因子IL-1β和IL-18分别与小胶质细胞、星形胶质细胞、神经元和内皮细胞上的受体结合，从而触发一系列复杂的级联反应，最终导致炎症相关基因的表达[4]。综上，细胞焦亡是由Gasdermin作为关键执行蛋白影响炎症因子生成的程序性细胞死亡形式，炎症反应参与DPN的发生发展，因此抑制细胞焦亡可能为治疗DPN的新靶点。
4 中医药通过调控细胞焦亡改善DPN
4.1 中药复方通过抑制细胞焦亡改善DPN
4.1.1 补阳还五汤
补阳还五汤源自清代医家王清任的著作《医林改错》，主要用于治疗中风后遗症，如半身不遂、口眼歪斜、语言不利、肢体麻木等。该方具有益气活血、通络止痛之功。安静文等[28]开展的一项动物实验将大鼠分为正常组、糖尿病模型组、α-硫辛酸组及补阳还五汤组，经链脲佐菌素诱导雄性大鼠形成糖尿病模型；结果显示与α-硫辛酸组相比，补阳还五汤组的感觉神经传导速度和机械性痛阈显著升高（P<0.05），LC3Ⅱ/LC3Ⅰ和p-ULK1/ULK1显著升高（P<0.05），而NLRP3和N-GSDMD/GSDMD显著降低（P<0.05）；研究结果显示补阳还五汤可能通过AMPK/ULK1通路调节线粒体自噬抑制细胞焦亡防治DPN，其治疗效果较α-硫辛酸可能更好。
4.1.2 木丹颗粒
张婧婧等[29]的一项随机对照临床研究将患者分为对照组及观察组，对照组予以常规治疗，观察组在对照组基础上加用木丹颗粒；治疗后，两组患者的超敏C反应蛋白（hs-CRP）、NLRP3、IL-1β、IL-18水平较治疗前显著降低，且观察组炎症因子水平显著低于对照组。丙二醛（MDA）和总抗氧化能力（T-AOC）降低，超氧化物歧化酶（SOD）水平提高，观察组氧化指标改善优于对照组。两组患者β-内啡肽（β-EP）水平升高，5-羟色胺（5-HT）水平降低，观察组疼痛物质改善更明显。腓总神经及胫神经运动神经传导速度（MCV）和感觉神经传导速度（SCV）升高，观察组神经传导功能指标优于对照组。观察组中医证候积分较治疗前减少，且明显低于对照组。血糖指标明显降低，观察组总有效率为95.83%，显著高于对照组的81.25%。两组患者不良反应发生率无显著差异。其药理机制可能与减轻炎症反应及氧化应激反应，上调β-EP，降低5-HT水平以及提高神经传导功能有关。
4.1.3 自拟活血益气滋阴方
王志敏等[30]开展的一项临床研究在糖尿病常规治疗的基础上给予活血益气滋阴方，结果显示该复方可以降低DPN患者NLRP3炎症小体及其下游炎症因子Caspase-1、IL-1β及IL-18的表达水平，效果明显。
4.1.4 筋脉通
Sun等[31]开展的一项动物实验显示，筋脉通对大鼠血糖水平和体重没有影响，但显著改善了糖尿病大鼠的机械缩足阈值和甩尾潜伏期，并减轻了大鼠背根神经节组织的形态损伤。更重要的是筋脉通降低了NLRP3炎症小体成分的mRNA和蛋白质水平，还下调了DPN大鼠背根神经节组织中IL-1β和GSDMD的表达，且α-硫辛酸治疗的效果并不优于筋脉通。总之，筋脉通通过降低NLRP3炎症小体活化和细胞焦亡有效地缓解了DPN，为筋脉通作为DPN的替代治疗方法提供了新的证据。
4.2 中药单体抑制细胞焦亡改善DPN
4.2.1 红景天苷
红景天苷是传统中药材红景天的有效成分。Zheng等[32]的研究结果显示红景天苷给药改善了糖尿病大鼠高血糖，缓解了胰岛素抵抗，并减轻了糖尿病大鼠的神经痛。通过诱导AMPK激活，抑制了糖尿病大鼠背根神经节组织中的NLRP3炎症小体激活；减轻了氧化应激，改善了胰岛素敏感性，并调节体外高葡萄糖处理的背根神经节组织中的AMPK-NLRP3炎症小体轴，且体内或体外AMPK抑制降低了红景天苷对糖尿病神经痛的治疗效果。结果提示红景天苷可能通过抑制NLRP3炎症小体治疗DPN。
4.2.2 马钱素
马钱素是一种从山茱萸果实中分离出来的环烯醚萜苷，许多研究证实传统上用于治疗糖尿病肾病的马钱素具有抗氧化、抗炎和降血糖作用[33-35]。Cheng等[36]评估了马钱素对高糖（25 mmol/L）诱导的大鼠施万细胞系RSC96损伤的神经保护作用，RSC96细胞在暴露于高葡萄糖之前用马钱素预处理，高葡萄糖处理的RSC96细胞持续细胞活力丧失，ROS产生，NLRP3激活，IL-1β、IL-18成熟，GSDMD裂解，而马钱素预处理降低了这些效应，马钱素的抗氧化作用通过抑制ROS生成和抑制NLRP3炎症体激活来防止RSC96细胞焦亡。
4.2.3 白芍总苷
白芍总苷是中药白芍中提取的有效成分，具有抗炎及抗氧化作用。Su等[37]的研究结果显示白芍总苷治疗可降低小鼠海马组织中NLRP3的pyrin结构域的含量，包括NLRP3、caspase-1前体和caspase-1，以及GSDMD-N和IL-1β等细胞焦亡相关蛋白的水平；且白芍总苷可减轻线粒体功能障碍，促受损线粒体清除，激活线粒体自噬，从而减少了ROS累积和NLRP3炎症小体的激活。
4.2.4 红芪多糖
红芪多糖是红芪中的主要有效成分，其具有免疫调节、抗氧化、抗炎、抗肿瘤、机体保护、防治糖尿病及抗骨质疏松等药理作用[38]。仲倩利等[39]开展的一项关于红芪多糖对糖尿病胃轻瘫大鼠胃窦组织平滑肌细胞焦亡影响的实验结果显示，模型大鼠胃窦组织出现大面积黏膜上皮细胞坏死脱落，并伴有明显的炎症细胞浸润，同时胃窦组织平滑肌细胞的细胞膜完整性丧失，DNA损伤显著增加，NLRP3、Caspase-1、GSDMD、IL-1β的mRNA和蛋白表达水平显著升高，这些病理变化可能导致大鼠血糖升高，体质量和胃排空率显著降低。经过药物干预后，各给药组大鼠的情况明显改善，血糖降低，体质量和胃排空率升高，胃窦组织的黏膜损伤和平滑肌细胞DNA损伤减少，NLRP3、Caspase-1、GSDMD、IL-1β的mRNA和蛋白表达水平显著下降，表明胃平滑肌的炎症和损伤减轻，胃动力有所恢复。红芪多糖能改善DPN大鼠一般状况，提高胃排空率，一定程度上减轻了胃平滑肌炎症的损伤，恢复了胃动力，其机制可能与下调胃窦组织NLRP3、Caspase-1、GSDMD、IL-1Β的mRNA和蛋白表达，进而抑制细胞焦亡有关。
5 思考与展望
周围神经作为神经系统中的关键组成部分，细胞焦亡作为一种程序性细胞死亡机制在DPN的病理生理过程中起着至关重要的作用。周围神经系统的构成复杂，包含多种细胞类型，如施万细胞及内皮细胞，这些细胞均在DPN的病程中发挥不同的功能，但细胞焦亡在各类细胞中的具体作用机制及其对DPN进展的影响尚未得到全面解析。尽管大量的临床研究及DPN模型实验表明，中医药在治疗DPN方面具有明确的疗效，近期的研究也初步证实部分中药可能通过调控细胞焦亡途径来发挥其治疗作用，但细胞焦亡是否可以作为中医药治疗DPN的核心靶点，仍需通过大量的系统研究加以深入探讨。未来的研究应聚焦于周围神经中不同类型细胞的细胞焦亡机制如何在DPN的发生与发展中起作用，并进一步探究中医药如何特异性调控这些类型细胞的细胞焦亡过程，以达到改善DPN症状的目的。随着研究的不断推进，细胞焦亡作为潜在的新靶点，将进一步丰富中医药治疗DPN的机制，为其临床应用的推广提供更加坚实的理论依据。