综述：脊髓损伤后白细胞介素-18的作用：机制与治疗潜力

《Cells》：The Role of Interleukin-18 After Spinal Cord Injury: Mechanisms and Therapeutic Potential

　　

脊髓损伤（SCI）会触发以神经炎症、反应性胶质增生和神经元凋亡为特征的继发性损伤级联反应。虽然参与该级联反应的多种促炎细胞因子在伤后24小时内达到表达峰值，但白细胞介素-18（IL-18）呈现延迟上调特征，通常在伤后7天达到峰值。本综述探讨了SCI后IL-18水平升高的时序调控及细胞特异性作用。原发性损伤后，损伤相关分子模式（DAMPs）启动并激活NLRP3炎症小体，进而驱动无活性IL-18的分泌。在细胞层面，小胶质细胞通过TLR4/p38-MAPK通路作为IL-18的主要产生者，而星形胶质细胞则通过IL-18R/p65-NF-κB信号通路作为主要应答细胞。小胶质细胞与星形胶质细胞的相互作用会加剧反应性胶质增生、诱发神经病理性疼痛、促进神经元丢失，并可能参与星形胶质细胞边界的形成。靶向干预措施，如上游抑制NLRP3炎症小体组装或直接中和IL-18，可有效减轻神经炎症。通过抑制NLRP3炎症小体激活或直接中和IL-18，这些治疗可将小胶质细胞表型向保护性状态转变，限制组织学损伤，并显著改善功能恢复。

1. 1.
   引言
   脊髓损伤仍是全球性的健康危机，目前约有1450万患者受累，预计到2050年患病率将进一步上升，2021年北美地区年患病率约为每10万人中15例。原发性损伤后，损伤微环境因存在抑制性分子、星形胶质细胞边界形成以及缺乏内在再生能力，导致损伤平面以下的运动、感觉和自主神经功能丧失，继而引发慢性疼痛（57%）、肺炎、尿路感染、痉挛和压力性溃疡等继发性并发症，同时给患者及其家庭带来抑郁、焦虑、生活质量下降等社会心理负担。当前临床常规在伤后24小时内行脊髓减压与稳定手术，但合并症、多发伤、基线损伤程度以及专科医师资源不足等因素会影响术后结局，甚至加重组织损伤、恶化长期预后。既往广谱免疫抑制尝试，如大剂量甲泼尼龙琥珀酸钠，未能显示稳定的临床疗效，凸显了将临床前治疗手段转化为临床疗法的挑战，也说明亟需开发针对继发性损伤级联中关键节点的高特异性靶向分子干预策略。
   继发性损伤级联涉及中性粒细胞、血源性巨噬细胞、T淋巴细胞、小胶质细胞和星形胶质细胞等多种细胞类型。急性期损伤部位会招募驻留小胶质细胞、星形胶质细胞和外周中性粒细胞，小胶质细胞在损伤相关分子模式刺激下从保护性表型向促炎表型转换，分泌肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）和白细胞介素-6（IL-6）等细胞因子，进一步招募免疫细胞，这些细胞因子均在伤后24小时内达到表达峰值，形成强烈的炎症环境，促进小胶质细胞和星形胶质细胞增殖，持续招募外周免疫细胞，同时浸润的中性粒细胞释放活性氧（ROS）、活性氮物种及多种酶，诱导周围细胞发生凋亡。临床前动物研究显示，抗炎细胞因子可减少炎症、减轻继发性组织损伤并显著改善后肢功能，证实继发性损伤的有害效应，也提示减轻SCI后炎症的策略具有治疗潜力。
   多数促炎细胞因子在伤后24小时内达峰，而研究人员观察到属于IL-1超家族的促炎细胞因子IL-18在伤后7天（DPI）达到表达峰值，其延迟上调的时间特征要求对其独特的结构加工和激活通路进行深入解析。本综述旨在明确IL-18在创伤性SCI后炎症中的作用，重点阐明其上调涉及的细胞类型、时序调控规律，并评估可减轻继发性损伤、抑制内源性IL-18产生的治疗策略。
2. 2.
   IL-18概述
   IL-18于1989年被首次发现，最初被称为“干扰素-γ诱导因子（IGIF）”，因可增强辅助性T细胞1（Th1）的干扰素-γ（IFN-γ）产生而得名。IL-18属于IL-1家族，与IL-1β具有相似的激活机制，二者均以无生物活性的前体蛋白形式合成，并由相同的半胱氨酸蛋白酶caspase-1加工成熟。无活性的前体pro-IL-18分子量为24 kDa，定位于细胞质，经剪切后形成18 kDa的活性IL-18并分泌至细胞外空间，该剪切过程受炎症小体复合物组装的严格调控。
   2.1 炎症小体加工
   炎症小体通路通过介导caspase-1激活，在IL-18成熟过程中发挥关键作用。尽管多种炎症小体均可激活caspase-1，但NOD样受体家族pyrin结构域包含1（NLRP1）炎症小体和NOD样受体家族pyrin结构域包含3（NLRP3）炎症小体是中枢神经系统（CNS）创伤（如创伤性脑损伤（TBI）和SCI）中最主要的相关类型。NLRP1炎症小体在运动神经元中以预组装复合物形式存在，在CNS创伤后快速上调，生理状态下该复合物由NLRP1、含caspase募集结构域的凋亡相关斑点样蛋白（ASC）和X连锁凋亡抑制蛋白（XIAP）组成，损伤后XIAP被快速剪切，其抑制作用在伤后6小时即被解除，允许caspase-1被招募至复合物，实现IL-1β和IL-18的早期成熟；T12节段SCI大鼠模型中，NLRP1、caspase-1和ASC蛋白在伤后18至24小时显著增加，与SCI后IL-1β的早期升高相吻合。
   NLRP3炎症小体在无损伤的脊髓中未预组装且检测量极低，但在CNS创伤发生后，可在中性粒细胞、巨噬细胞、神经元、小胶质细胞和星形胶质细胞中检测到，其表达峰值时间点晚于NLRP1，为伤后7天，与研究人员观察到的SCI后IL-18达峰时间及Yatsiv等在TBI后的发现一致。NLRP3炎症小体的组装分为启动和激活两步。启动阶段由CNS创伤后存在的DAMPs触发，DAMPs结合SCI微环境中细胞表面的toll样受体（TLRs），通过核因子-κB（NF-κB）信号通路上调NLRP3和pro-IL-18的转录；启动完成后，创伤导致的基底离子浓度梯度破坏和细胞外ATP升高会诱导NLRP3蛋白发生翻译后修饰，激活炎症小体通路，这些信号进一步通过溶酶体失稳、高尔基体断裂和线粒体功能障碍诱导细胞内ROS生成。一旦完成启动和激活，NLRP3蛋白发生寡聚化并招募ASC，介导procaspase-1转化为催化活性形式的caspase-1，该炎症小体的组装还会招募NIMA相关激酶7（NEK7），介导相邻NLRP3亚基间的相互作用，组装完成的复合物可使pro-IL-18被切割为活性形式，进而分泌至细胞外基质（ECM），活性IL-18无需载体蛋白即可在ECM中自然溶解。在ECM中，IL-18可与两种结合配体相互作用，分别是IL-18结合蛋白（IL-18BP）或直接结合其受体（IL-18R）。
   2.2 白细胞介素-18结合蛋白
   IL-18BP是一类可溶性“诱饵”受体蛋白，由独立于IL-18R的基因编码，其主要功能是结合并中和游离IL-18，阻止该细胞因子结合受体并触发炎症反应。结合动力学研究显示，人IL-18与人IL-18BP的结合解离常数（Kd）为0.4 nM，而人IL-18与IL-18Rα链的解离常数为69 nM，提示IL-18BP对IL-18的亲和力更高。中性粒细胞、巨噬细胞、小胶质细胞和星形胶质细胞均可产生IL-18BP，其产生受IFN-γ上调刺激；尽管IL-18BP的产生由IFN-γ诱导，但其可作为IFN-γ产生的负反馈调节因子，体外研究显示该结合蛋白可阻断IL-18对NF-κB通路的激活及IFN-γ的产生。值得注意的是，miR-92b-5p参与SCI后IL-18BP的上调，抑制该miRNA可增加IL-18BP水平，同时伴随IL-18水平下降。当IL-18BP水平降低时，游离IL-18可结合其受体。
   2.3 IL-18受体与信号通路
   IL-18与其他IL-1家族促炎细胞因子的区别在于其使用特异性跨膜受体IL-18Rα和IL-18Rβ，而非共用辅助蛋白。IL-18R复合物中，IL-18Rα链为结合亚基，IL-18Rβ链为信号单元。IL-18含有三个活性位点，位点I和II与IL-18Rα相互作用，位点III与IL-18Rβ相互作用；结合过程起始时，IL-18首先通过N-连接聚糖介导的表面区域相互作用被IL-18Rα识别，形成低亲和力复合物，随后IL-18Rβ被招募形成稳定的异三聚体复合物，进入高亲和力结合状态，仅在此复合物形成后，信号转导通路才会启动。
   IL-18、IL-18Rα和IL-18Rβ形成三元复合物后，两个受体链胞质侧的toll/IL-1受体（TIR）结构域相互并列，信号转导通路启动。TIR排列对齐后，在其分选适配蛋白TRIF相关适配分子（TRAM）的协助下招募髓样分化初级反应蛋白88（MyD88），MyD88进一步招募IL-1R相关激酶1（IRAK1）和IL-1R相关激酶4（IRAK4）至复合物，随后与肿瘤坏死因子受体相关因子6（TRAF6）相互作用，激活磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）、NF-κB和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路。在SCI背景下，这些通路的激活会诱导包括IFN-γ在内的多种促炎细胞因子的产生，细胞特异性激活及下游效应将在后续章节讨论。
3. 3.
   IL-18信号传导与调控的细胞特异性作用
   免疫系统和CNS内的多种细胞类型通过在继发性损伤阶段调控IL-18水平，在炎症级联中发挥独特作用，明确特定细胞来源及其相互作用，对解析SCI后IL-18介导的炎症机制至关重要。
   3.1 中性粒细胞
   在外周免疫细胞浸润脊髓实质的过程中，中性粒细胞是最主要的早期应答细胞，在伤后24小时达到浓度峰值，其含有NLRP3炎症小体，可组成性产生pro-IL-18和成熟IL-18。近期对健康小鼠IL-18BP细胞来源的研究显示，循环中性粒细胞是该结合蛋白的主要来源，提示这类细胞在调控IL-18/IFN-γ轴中发挥关键作用，同时中性粒细胞也表达IL-18Rα和IL-18Rβ链。IL-18结合受体复合物后，会触发p38-MAPK、MEK/ERK、p65-NF-κB和PI3K/Akt信号通路，诱导中性粒细胞启动并增强氧化爆发能力、颗粒释放以及趋化因子和细胞因子的产生。IL-18介导的中性粒细胞氧化爆发启动和增强通过p38 MAPK通路实现，氧化爆发的显著增强会导致更多活性氧生成，加剧继发性损伤，损害功能恢复；IL-18介导的含破坏性蛋白酶弹性蛋白酶的颗粒释放同样通过p38 MAPK通路实现，SCI后中性粒细胞释放含弹性蛋白酶的中性粒细胞嗜天青颗粒，会增加血-脊髓屏障破坏，降低SCI后功能恢复。此外，IL-18诱导中性粒细胞释放促炎细胞因子IL-1α和TNF-α以及趋化因子IL-8，前者通过增加神经元和少突胶质细胞凋亡、驱动巨噬细胞向促炎表型转化限制SCI后再生，后者（或其鼠同源异构体CXCL1）是强效趋化剂，可进一步招募中性粒细胞至病灶，加重CNS脱髓鞘。综上，IL-18作用于中性粒细胞，驱动脱髓鞘并进一步加剧SCI后的继发性损伤。
   3.2 巨噬细胞
   巨噬细胞是外周免疫细胞浸润的第二波，在伤后7天达到病灶内峰值浓度。虽然巨噬细胞基础状态下NLRP3和IL-18表达水平较低，但这两种蛋白的表达高度依赖其激活状态：体外研究显示，经IL-4和IL-13刺激的抗炎状态巨噬细胞在脂多糖（LPS）刺激后无NLRP3表达，IL-18表达仅有小幅升高；而未受刺激（中性）或IFN-γ刺激的促炎状态巨噬细胞在LPS刺激后NLRP3和IL-18表达均升高，且促炎巨噬细胞的升高幅度大于中性巨噬细胞。值得注意的是，SCI背景下巨噬细胞对髓磷脂碎片的微胞饮作用会促进内部胆固醇结晶形成，该过程驱动ROS生成并后续激活NLRP3炎症小体。与中性粒细胞类似，组织来源巨噬细胞也是IL-18BP的来源之一，IFN-γ刺激可信号调控巨噬细胞产生IL-18BP，使其成为IL-18/IFN-γ轴的关键调控者。
   巨噬细胞也组成性表达IL-18Rα/β链，且在暴露于LPS、TNF-α、IL-1β、IL-12和IL-18等炎症刺激时进一步上调表达。细胞培养研究显示，抗炎刺激可上调巨噬细胞的IL-18R，IL-10可增强IL-18R表达，且与IL-18联合时可协同促进IL-18R表达升高；当与IL-10等抗炎细胞因子联合时，IL-18可帮助巨噬细胞向抗炎状态转化，表现为CD163表达升高。但当细胞外微环境不含抗炎细胞因子时，IL-18会激活MEK/ERK1/2和PI3K/Akt信号通路，驱动单核细胞趋化蛋白-1等炎性细胞因子释放。
   3.3 CD4+ T细胞
   CD4+ T细胞是另一类侵入受损CNS实质的外周免疫细胞群，在伤后7天成为主要的CD45阳性浸润白细胞。与上述髓系细胞不同，CD4+ T细胞主要作为IL-18的应答细胞而非产生者，这类淋巴细胞虽含有NLRP3炎症小体 machinery并分泌IL-1β，但外周血和肺组织的单细胞RNA测序结果显示其缺乏IL-18 mRNA，流式细胞术表征IL-18BP来源也证实T细胞不产生该调控蛋白。
   作为IL-18的专职应答细胞，CD4+ T细胞在胸腺分化后即组成性表达IL-18Rα，但受体密度及对受体刺激的应答严格依赖激活状态和驱动Th1（Stat4）或Th2（Stat6）分化的细胞因子微环境。活化的Th1记忆性CD4+ T细胞比初始细胞表达更高密度的IL-18Rα，使其可在仅有IL-18存在的情况下产生IFN-γ；而初始CD4+ T细胞表达中等水平的IL-18Rα，需要T细胞受体（TCR）刺激、IL-12和IL-18共同输入才能触发IFN-γ产生，同时也依赖TCR刺激、IL-12和IFN-γ上调IL-18Rα并通过Stat4信号向Th1谱系定向。相反，在IL-4存在下接受TCR刺激的初始CD4+ T细胞会下调IL-18Rα，通过Stat6信号向Th2谱系定向。最终，虽然CD4+ T细胞不产生IL-18，但其可利用周围巨噬细胞和中性粒细胞产生的IL-18放大SCI内的IFN-γ应答；IL-18结合CD4+ T细胞上的IL-18R后，激活p38 MAPK和NF-κB通路，导致IFN-γ产生。有研究指出Th1 CD4+ T细胞可分泌IFN-γ，通过诱导抗炎细胞因子IL-10的分泌，促进SCI后轴突重塑和功能恢复，但目前关于IFN-γ对SCI预后净效应的数据尚未统一，其上调时间和分泌程度的不同会产生矛盾的抗炎症或促炎效应，因此仍需进一步研究明确IL-18在CD4+ T细胞中的IFN-γ放大效应是否有利于SCI恢复。
   3.4 神经元
   与入侵免疫细胞在激活后上调信号组分不同，驻留神经元在创伤后呈现IL-18相关机制的矛盾性下调。神经元表达IL-18信号通路的多个关键组分，但其表达水平在损伤时间线中波动显著。大鼠伤后3天，神经元是病灶旁表达NLRP3的最主要CNS细胞类型，占所有NLRP3阳性细胞的近60%；体外对健康胚胎小鼠皮质神经元的研究也证实其基础表达NLRP3和IL-18 mRNA。
   尽管健康状态下神经元存在基础IL-18产生，但随着体内炎症环境进展，神经元IL-18水平会发生剧烈变化。在小鼠脑出血（ICH）模型中，假手术组小鼠约60%的纹状体神经元产生IL-18，但该比例在伤后12小时内降至20%，伤后24小时至3天完全消失（0%）；IL-18R的表达也呈相似趋势，假手术组45%的纹状体神经元表达IL-18R，伤后12小时内骤降至25%，伤后24小时至3天继续下降至20%以下。这种CNS炎症后的抑制趋势在脊髓神经损伤中也存在，大鼠L5脊神经结扎（SNL）后7天，同侧腰脊髓背角神经元既无IL-18也无IL-18R表达，表现为这两种蛋白与神经元标志物NeuN和Map2无共定位。综上，虽然健康神经元具备IL-18信号传导能力，但在炎症条件下会快速抑制这些组分，目前尚无CNS创伤背景下神经元产生IL-18BP的研究，但考虑到配体和受体均快速下调，神经元对CNS创伤后IL-18介导炎症的调控和进展贡献可能较小且持续减弱。
   3.5 小胶质细胞
   与神经元中信号的下调不同，小胶质细胞和星形胶质细胞是创伤后IL-18上调的主要驱动者，其中小胶质细胞是该细胞因子的产生和调控中枢。体外胚胎小鼠小胶质细胞研究显示其基础NLRP3水平较低，但经LPS或含IL-1β、TNF-α和IFN-γ的促炎混合物刺激后NLRP3表达显著升高，这一结果在体内得到印证：SCI模型伤后3天，小胶质细胞占病灶旁挫伤中心所有NLRP3表达细胞的20%。
   在炎症条件下，小胶质细胞是IL-18的关键产生者。体外分析显示，经ATP和尼格霉素等经典炎症小体激活剂触发时，胚胎小鼠小胶质细胞以NLRP3依赖性方式分泌IL-18，敲除NLRP3或caspase-1几乎完全阻断IL-18分泌；体内结果也显示，多种CNS损伤模型中，小胶质细胞IL-18产生随损伤进程逐步升高，小鼠ICH模型中，假手术组仅少量纹状体小胶质细胞产生IL-18，伤后12小时内该比例显著升至50%，伤后3天接近100%；大鼠实验性偏头痛和SNL模型中也通过免疫荧光成像证实，损伤侧脊髓背角IBA-1阳性小胶质细胞与IL-18存在强烈共定位。
   研究明确TLR4/p38-MAPK通路是小胶质细胞IL-18产生的主要驱动通路：鞘内注射LPS激动TLR4可增加IBA-1和IL-18标记细胞的数量和强度，而用TAK抑制TLR则可显著减少小胶质细胞来源的IL-18产生；LPS诱导激活后用SB203580阻断p38，可降低IL-18和IBA-1的免疫荧光强度，且磷酸化p38特异性标记IL-18产生细胞。
   在IL-18调控方面，目前尚无创伤性CNS损伤模型中关于小胶质细胞产生IL-18BP的体内数据，但体外数据显示小鼠脊髓小胶质细胞组成性分泌IL-18BP，且LPS刺激后分泌保持稳定。虽然小胶质细胞是明确的IL-18产生者，但不表达IL-18R：SNL模型伤后7天或实验性偏头痛模型反复炎症刺激后4天，同侧脊髓背角小胶质细胞均无IL-18R表达，IBA-1与IL-18R免疫荧光无共定位。
   3.6 星形胶质细胞
   与小胶质细胞具备IL-18生成能力不同，星形胶质细胞在SCI背景下主要作为该细胞因子的应答者。小鼠SCI模型伤后3天，病灶旁的星形胶质细胞仅表达极低水平的NLRP3炎症小体，占NLRP3阳性细胞的比例不足20%；新生小鼠脑原代星形胶质细胞的体外研究也证实，即使经促炎细胞因子混合物刺激，也几乎不表达NLRP3，因此星形胶质细胞因缺乏NLRP3相关机制而不产生IL-18，SNL和实验性偏头痛模型中的免疫荧光标记也证实星形胶质细胞标志物GFAP与损伤附近区域的IL-18无共定位。
   尽管不产生IL-18，星形胶质细胞可能通过产生IL-18BP调控游离IL-18的可及性，目前尚无CNS创伤中星形胶质细胞产生IL-18BP的体内数据，但人星形胶质细胞体外研究显示，其在基础和炎症条件下均可分泌IL-18BP，且IL-1β刺激可显著上调星形胶质细胞的IL-18BP产生。
   星形胶质细胞是CNS炎症期间IL-18的主要应答者，在多种损伤模型中强烈表达IL-18R：小鼠SNL模型伤后7天，损伤侧同侧腰脊髓背角的GFAP阳性星形胶质细胞明显表达IL-18R；实验性偏头痛模型中，反复炎症注射诱导星形胶质细胞激活，延髓背角IL-18R表达显著升高，免疫荧光显示IL-18R与GFAP重叠。机制上，星形胶质细胞中IL-18R激活会进而激活p65-NF-κB通路，SNL模型伤后7天同侧腰脊髓背角中，IL-18R与磷酸化NF-κB（p-NF-κB）在GFAP阳性细胞中共定位；抑制IL-18活性可阻断NF-κB磷酸化并减轻星形胶质细胞激活，证实NF-κB激活是通过IL-18结合星形胶质细胞IL-18R直接实现的。
4. 4.
   SCI后IL-18的内源性水平
   SCI及其他创伤性神经系统损伤后IL-18的水平已有较明确的界定。多数研究者认同，与其他在伤后24小时内达峰的炎症细胞因子（如IL-6和IL-1β）相比，IL-18在SCI后的上调出现在更晚的时间点。Jiang等和Begum等分别证实了IL-18在伤后3天和7天的上调，但这些研究仅局限于单时间点分析；而Hellenbrand等和Amo-Aparicio等采用匀浆脊髓的纵向研究，均显示一致的时序规律，即IL-18水平在伤后7天达到峰值。有一项研究的结果与上述结论矛盾，显示SCI后IL-18下调，但作者承认其结果与此前已发表文献存在分歧，并将差异归因于研究样本量较小。
   SCI中确立的IL-18时序规律与TBI、SNL等其他创伤性神经系统损伤模型中的观察结果高度相似。Yatsiv等采用匀浆小鼠脑组织绘制了小鼠闭合性颅脑TBI模型的IL-18时序，结果显示其与SCI的时序平行，在最终时间点伤后7天观察到IL-18水平的显著峰值；Miyoshi等在SNL模型中通过量化损伤侧神经旁同侧背角的IL-18免疫荧光强度，发现IL-18在伤后1至14天均显著升高，伤后3天为上调峰值，并维持接近峰值的水平至伤后7天，该研究同时评估了该区域IL-18R和磷酸化NF-κB的免疫荧光强度，发现二者的表达峰值也在伤后7天。
   需要注意的是，市面上有不同的IL-18定量检测方法，许多方法检测的是总IL-18（包括游离IL-18和与IL-18BP结合的IL-18），而更专用的检测仅测定游离IL-18水平。总IL-18检测无法准确反映游离IL-18的峰值水平，因为其同时包含了被内源性抑制剂中和的无活性IL-18，因此游离IL-18的检测才能阐明该细胞因子在疾病和损伤进展中效应的真实起始时间。未来探索SCI后IL-18水平及其效应的研究应采用游离IL-18定量检测法，同时测定损伤脊髓内的IL-18BP水平。
5. 5.
   IL-18对SCI的影响
   尽管研究者已量化SCI后IL-18水平，但阐明IL-18对损伤病理生理学直接影响的基础研究仍较少。Begum等展示了SCI模型中IL-18抑制的效应，Miyoshi等则利用SNL模型证明了IL-18对结扎后疼痛产生的作用。为明确IL-18对SCI的具体影响，Begum等在损伤急性期给予中和性抗IL-18抗体（IL-18Ab），结果显示与抗体处理组相比，未治疗大鼠的反应性胶质增生增强，小胶质细胞/巨噬细胞和中性粒细胞浸润增加，病灶中心的神经元丢失也更显著，同时研究者观察到IL-18上调小胶质细胞/巨噬细胞上的炎症标志物Ccl17。综上，这些发现表明IL-18会加剧反应性胶质增生，驱动免疫细胞浸润，促进SCI后的神经元丢失。
   除SCI模型外，Miyoshi等证实IL-18驱动SNL后的伤害性疼痛。结扎后研究者观察到小胶质细胞和星形胶质细胞在脊髓同侧背角内紧密相邻，这些紧密关联的细胞分别表达IL-18（小胶质细胞）及其相应受体IL-18R（星形胶质细胞）。机制上，TLR/MAPK信号传导及后续的p38转位介导小胶质细胞IL-18产生，而星形胶质细胞中IL-18R激活触发NF-κB通路和p65转位，通过使用这些通路的选择性抑制剂，Miyoshi等证实SNL后伤害性疼痛的产生直接依赖于小胶质细胞IL-18产生及其随后被邻近星形胶质细胞的接收。
   值得注意的是，SNL模型中发现的细胞通路也驱动SCI后的神经病理性疼痛，并可能参与星形胶质细胞边界的形成。Crown等观察到小鼠SCI后35天p38-MAPK表达升高，且与小胶质细胞和星形胶质细胞均存在共定位，且该通路的选择性抑制剂SB203580可降低触觉异常性疼痛；成年小鼠脊髓伤后12小时也显示GFAP表达的星形胶质细胞内存在p65-NF-κB转位，提示SCI后小胶质细胞和星形胶质细胞分别活跃表达p38-MAPK和p65-NF-κB。
   这些独特的信号通路可能影响星形胶质细胞边界的形成，该过程的典型结构特征是小胶质细胞和星形胶质细胞在病灶中心紧密相邻。Umezawa等显示杂合p38敲除小鼠形成的边界显著小于野生型对照，表现为星形胶质细胞聚集减少、病灶内小胶质细胞定位更紧密；Karova等显示将脊髓祖细胞植入损伤大鼠脊髓可减少p65-NF-κB激活，进而较对照组减少星形胶质细胞边界形成。虽然调控p38-MAPK和p65-NF-κB显著影响神经病理性疼痛和边界形成，但直接将IL-18与SCI星形胶质细胞边界联系的证据仍不明确。未来研究需明确边界内的小胶质细胞和星形胶质细胞是否活跃表达IL-18和IL-18R，并使用选择性抑制剂明确验证IL-18在小胶质细胞与星形胶质细胞间的信号传导是否驱动星形胶质细胞边界形成。
6. 6.
   SCI后调控IL-18的治疗手段
   有多种干预措施可降低SCI后IL-18水平，其作用机制位于加工和接收通路的不同环节。成功阻断NLRP3炎症小体上游组装的治疗也可抑制下游IL-18产生，但这些机制本质上会减少更广泛的促炎细胞因子谱，包括TNF-α、IL-1β和IL-6，因此抑制NLRP3炎症小体后观察到的组织保存、细胞表型和功能恢复的改善不能单独归因于IL-18抑制。而直接抑制IL-18或调控IL-18内源性抑制剂的治疗，其观察到的改善可直接归因于IL-18抑制。
   6.1 NLRP3抑制
   调控NLRP3炎症小体已被证明可影响SCI后包括IL-18在内的促炎细胞因子释放，研究者已采用多种治疗手段调控该复合物，包括药用天然产物、内源性性类固醇、纺织染料、化学元素和合成选择性抑制剂。
   在天然产物中，松果菊苷（ECH）可抑制NLRP3启动和激活。Gao等评估了该草本化合物，证实其显著的体外功效可转化至小鼠SCI体内模型：体外实验中，ECH剂量依赖性抑制炎症刺激下BV-2细胞（小胶质细胞系）的ROS生成和NF-κB磷酸化；其抗炎特性也成功应用于SCI体内研究，SCI后每日腹腔注射ECH，在伤后3天较未治疗对照组显著下调炎症小体组分NEK7、NLRP3、ASC和caspase-1的表达，进而显著降低该时间点的IL-18产生。通过抑制该炎症级联，ECH可保存组织结构，伤后7天存活的完整神经元显著更多，炎症诱导机制的减少和神经元存活的增强改善了功能恢复，ECH治疗动物从伤后7天至35天的Basso、Beattie和Bresnahan（BBB）运动评分均显著高于对照组。综上，ECH是抑制NLRP3炎症小体组装、恢复SCI后功能恢复的可行疗法。
   基于天然产物的治疗潜力，植物源性黄酮类化合物槲皮素（Jiang等）和芦丁（Wu等）在大鼠压迫性SCI模型中提供了平行的神经保护作用：SCI后立即腹腔注射这两种化合物并在急性期持续给药，可阻断IL-18成熟的上游触发因素。伤后3天，槲皮素和芦丁治疗组的脊髓内氧化应激较未治疗对照组显著降低，表现为ROS产生大幅减少；通过中和氧化应激，这些黄酮类化合物有效抑制NLRP3炎症小体组装