中药通过调控NLRP3/caspase-1通路干预溃疡性结肠炎研究进展

溃疡性结肠炎是一种慢性非特异性炎症性肠道疾病,被世界卫生组织列为现代难治疾病之一,具有病程长,治疗难度大,易致癌等特点,其主要病理机制是肠道炎症和黏膜损伤的复发-缓解过程,其中炎症反应的“级联效应”发挥了重要作用,细胞焦亡是一种新型的促炎性细胞程序性细胞死亡,主要由含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白酶-1(caspase-1)蛋白发挥效应。研究发现,由NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)/caspase-1信号通路激活的细胞焦亡机制与溃疡性结肠炎密切相关,有望成为治疗溃疡性结肠炎药物研发的筛选靶点。近年来,诸多基础研究探索中医药通过调控NLRP3/caspase-1信号通路介导的细胞焦亡治疗溃疡性结肠炎的作用及机制,本文对其作用机制及靶向调控该通路的中医药研究进展进行综述,以期为溃疡性结肠炎疾病的防治提供新的治疗策略和思路。

基于NLRP3/Caspase-1通路探讨银屑平丸含药血清对TNF-α诱导的人表皮角质形成细胞焦亡的影响

目的探讨银屑平丸含药血清通过调控NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3,NLRP3)/胱天蛋白酶-1(cysteine aspartate-specific proteinase-1,Caspase-1)信号通路改善肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)诱导的人表皮角质形成细胞焦亡的作用机制。方法制备银屑平丸含药血清、阿维A含药血清及空白血清,采用CCK-8试剂检测空白血清对人表皮角质形成细胞存活率的影响;体外常规培养人表皮角质形成细胞,使用TNF-α诱导人表皮角质形成细胞建立体外银屑病损伤模型,设置正常组、模型组、空白血清组、银屑平丸含药血清组、阿维A含药血清组;ELISA法检测各组细胞上清液中白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、白细胞介素-18(interleukin-18,IL-18)水平;RT-PCR检测各组细胞NLRP3,功能蛋白D(gasdermin D,GSDMD)、Caspase-1 mRNA表达;Western blot法检测各组细胞NLRP3、GSDMD、Caspase-1蛋白的表达。结果与正常组比较,空白血清干预后细胞存活率无明显改变。与正常组比较,模型组和空白血清组细胞上清中IL-1β、IL-18水平显著升高(P<0.01),且NLRP3、GSDMD、Caspase-1蛋白及mRNA表达水平显著升高(P<0.05);与模型组比较,银屑平丸含药血清组及阿维A含药血清组细胞上清IL-1β、IL-18蛋白及mRNA水平明显下降(P<0.01),NLRP3、GSDMD、Caspase-1蛋白及mRNA表达显著下降(P<0.01)。结论银屑平丸含药血清可下调TNF-α诱导的人表皮角质形成细胞NLRP3、GSDMD、Caspase-1蛋白及mRNA表达,降低炎症因子表达水平,其作用机制可能与调控NLRP3/Caspase-1通路有关。

艾灸抑制NLRP3/Caspase-1通路介导的细胞焦亡减轻脑缺血再灌注损伤

背景:研究发现,艾灸能抑制脑缺血/再灌注损伤大鼠血清中的炎症因子,对抗氧化应激,抑制细胞凋亡,有效减轻脑缺血/再灌注损伤。目的:观察艾灸干预不同时间后脑缺血/再灌注损伤模型大鼠核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3,NLRP3)炎性小体、半胱氨酸天冬氨酸酶1(cysteine aspartase,caspase-1)、凋亡相关斑点样蛋白(ASC)、消皮素D(GSDMD)及白细胞介素1β、白细胞介素18表达的变化,并探讨其作用机制。方法:SD大鼠随机分为假手术组9只和造模组36只,造模组制备大脑中动脉栓塞大鼠模型。造模成功后将造模组大鼠进一步分为模型组、艾灸10 min组、艾灸15 min组、艾灸30 min组,每组9只。艾灸10 min、15 min和30 min组大鼠分别给予艾灸悬灸“百会、大椎、足三里”穴,均干预1次/d,共干预7 d。采用LONGA法评估大鼠神经功能缺损情况,TTC法观察脑组织梗死情况,苏木精-伊红染色观察脑组织病理改变,ELISA法检测血清中白细胞介素1β、白细胞介素18水平,免疫组织化学法和蛋白免疫印迹法测定脑皮质缺血区组织NLRP3、caspase-1、凋亡相关斑点样蛋白、消皮素D蛋白的表达。结果与结论:(1)与假手术组比较,模型组大鼠神经功能缺损评分显著升高(P <0.01),与模型组比较,艾灸各组大鼠神经功能缺损评分明显降低(P <0.01);(2)与假手术组比较,模型组大鼠脑梗死体积明显增大(P <0.01),与模型组比较,艾灸各组大鼠脑梗死体积明显减少(P <0.01),艾灸30 min组脑梗死体积最小(P <0.05);(3)与模型组比较,艾灸各组大鼠血清白细胞介素1β、白细胞介素18水平下降(P <0.01),与艾灸10 min组比较,艾灸30 min组血清中的炎症因子水平明显下降(P <0.05);(4)与模型组比较,艾灸各组大鼠皮质缺血区NLRP3、凋亡相关斑点样蛋白、Caspase-1、消皮素D蛋白表达显著降低(P <0.01),艾灸30 min组蛋白表达明显低于艾灸10 min组和艾灸15 min组(P <0.05);(5)结论:艾灸百会、大椎、足三里可减轻脑缺血/再灌注损伤,其中艾灸30 min疗效最佳,其机制可能与抑制NLRP3/Caspase-1通路介导的细胞焦亡有关。

梓醇通过NLRP3/Caspase-1通路对糖尿病心肌病大鼠心脏的保护作用及机制

目的 探讨梓醇通过NLRP3/Caspase-1通路对糖尿病心肌病大鼠心脏的保护作用及其机制。方法 从80只健康SD大鼠中随机选取70只,给予高脂高糖饲料,同时通过腹腔注射的方式,注射链脲佐菌素(streptozotocin, STZ)建立糖尿病大鼠模型,余下10只作为对照组正常饲料喂养。将造模成功的60只大鼠(10只大鼠未达模型标准被淘汰)随机分成模型组、梓醇低剂量组、中剂量组、高剂量组,每组各15只,按照100、300、900 mg/kg的量每日灌胃1次,连续干预8 w,期间保持高脂高糖喂养;对照组和模型组灌胃生理盐水。最后一次灌胃结束后,超声检测大鼠心功能,HE染色观察大鼠心肌形态学变化,蛋白免疫印迹法(Western Blot)检测大鼠心肌组织NLRP3、Caspase-1蛋白表达量,大鼠血清中白细胞介素-18(IL-18)、白细胞介素-1β(IL-1β)含量经酶联免疫吸附法(ELISA)检测。结果 与对照组相比,模型组大鼠左心室缩短率(fractional shortening, FS)、左心室射血分数(left ventricular ejection fraction, LVEF)均显著降低(P<0.05),HE染色结果可见心肌纤维肿胀、排列紊乱、纤维束间隔增宽,大鼠心肌组织NLRP3蛋白、Caspase-1蛋白表达量和血清中IL-1β、IL-18水平均显著增高(P<0.05)。梓醇低、中、高剂量组LVEF、FS与模型组比较均明显改善(P<0.05),大鼠心肌组织病理学损伤明显改善,同时心肌组织NLRP3、Caspase-1蛋白表达及血清IL-1β、IL-18含量均明显降低(P<0.05),仅梓醇低剂量组Caspase-1蛋白表达无差异。结论 梓醇保护DCM大鼠心肌组织可能是通过调控NLRP3/Caspase-1信号通路,抑制DCM大鼠心肌细胞焦亡。

黄芩素调控NLRP3/Caspase-1通路对牙周炎大鼠牙槽骨吸收的影响

目的 探索黄芩素调控核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3,NLRP3)/半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1(cysteine aspartate protease 1,Caspase-1)通路对牙周炎大鼠牙槽骨吸收的影响.方法 将40只牙周炎大鼠随机分为模型组、黄芩素组、激活剂组、黄芩素+激活剂组,另取10只正常作为对照组.检测大鼠釉牙骨质界到牙槽嵴顶(CEJ-AC)的距离、血清中白细胞介素-6(IL-6)、转化生长因子-β(TGF-β)含量以及牙周组织病理变化、IL-6、TGF-β阳性表达和NLRP3、Caspase-1蛋白表达.结果 模型组大鼠CEJ-AC、NLRP3、Caspase-1、IL-6、TGF-β水平及阳性表达水平以及蛋白表达水平均升高(P<0.05);经黄芩素干预后,各项指标均降低(P<0.05);引入激活剂明显削弱了黄芩素对牙周炎大鼠的抗炎作用.结论 黄芩素通过抑制NLRP3/Caspase-1通路减轻炎性反应,控制牙槽骨吸收.

大黄牡丹汤对脂多糖诱导肠上皮细胞焦亡及NLRP3/caspase-1通路的影响

目的:探究大黄牡丹汤对脂多糖(LPS)诱导的肠上皮细胞焦亡的作用,以及对Nod样受体热蛋白结构域相关蛋白3/含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶1(NLRP3/caspase-1)通路的影响。方法:将肠上皮细胞随机分为对照组、LPS组和大黄牡丹汤低、中、高剂量组(2.52、5.04、7.56g/kg),对照组加入空白血清,LPS组加入LPS和空白血清,大黄牡丹汤组加入LPS和含药血清。噻唑蓝(MTT)法检测肠上皮细胞活性,流式细胞术检测肠上皮细胞凋亡情况,蛋白质免疫印迹技术(WB)检测NLRP3、caspase-1和消皮素D碳端(GSDMD-C)的表达水平,免疫荧光法检测细胞中NLRP3的表达,酶联免疫吸附测定(ELISA)检测促炎因子白细胞介素(IL)-1β和IL-18的含量。结果:与对照组相比,LPS组细胞活性明显降低,细胞凋亡指数明显升高,NLRP3、caspase-1、GSDMD-C蛋白表达及IL-1β、IL-18含量显著升高(均P<0.05);与LPS组比较,大黄牡丹汤各组细胞活性明显升高,细胞凋亡指数明显降低,NLRP3、caspase-1、GSDMD-C蛋白表达及IL-1β、IL-18含量显著降低(均P<0.05)。结论:大黄牡丹汤可抑制NLRP3/caspase-1通路,降低LPS诱导的肠上皮细胞焦亡。

仙方活命饮对滑膜炎大鼠炎症氧化应激水平及NLRP3/Caspase-1通路活性的影响

目的观察仙方活命饮对滑膜炎大鼠炎症和氧化应激水平及Nod样受体蛋白3(NLRP3)/半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1(Caspase-1)通路活性的影响。方法取80只大鼠腹腔注射戊巴比妥钠麻醉,向背部皮下注射无菌空气制备气囊,向气囊中注射脂多糖(LPS)建立滑膜炎模型。另取15只大鼠作为对照组,制备气囊后向气囊中注射等体积无菌平衡盐溶液。将造模成功的75只大鼠使用随机数字表法分为模型组、吲哚美辛组及低、中、高剂量仙方活命饮组,每组各15只,模型组和对照组给予蒸馏水灌胃,吲哚美辛组给予5 mg/kg吲哚美辛灌胃,低、中、高剂量仙方活命饮组分别给予含生药4.6、9.2、18.4 g/kg的仙方活命饮药液灌胃,每天1次,连续7 d。大鼠麻醉处死,股动脉取血,检测血清肿瘤坏死因子α(TNF-α)和白细胞介素6(IL-6)水平;切开背部气囊皮肤,用无钙镁Hank´s液灌洗气囊,收集气囊灌洗液并测量,计算渗出液量;取灌洗液计数白细胞数量,ELISA法检测灌洗液中氧化应激指标MDA、CAT、SOD、GSH及炎症指标TNF-α、IL-6水平;切取背部滑膜组织,采用HE染色法行组织病理检查,Western blotting法检测组织中TNF-α、IL-6、NLRP3、Caspase-1蛋白表达。结果与对照组相比,模型组大鼠气囊渗出液量、灌洗液中白细胞数量、灌洗液中MDA、CAT及灌洗液和血清中TNF-α、IL-6含量升高(P均<0.05),灌洗液中SOD和GSH含量降低(P均<0.05),滑膜组织严重增生、结构紊乱并伴有大量炎症细胞浸润聚集,滑膜组织TNF-α、IL-6、NLRP3和Caspase-1蛋白表达升高(P均<0.05)。与模型组相比,仙方活命饮低、中、高剂量组大鼠气囊渗出液量、灌洗液中白细胞数量、灌洗液中MDA、CAT及灌洗液和血清中TNF-α、IL-6含量降低(P均<0.05),灌洗液中SOD和GSH含量升高(P均<0.05),滑膜组织炎性细胞浸润逐渐缓解,滑膜组织TNF-α、IL-6、NLRP3和Caspase-1蛋白表达量降低(P均<0.05)。吲哚美辛组和仙方活命饮高剂量组大鼠各项指标比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。结论仙方活命饮灌胃能够抑制滑膜炎大鼠滑膜组织炎症反应及氧化应激损伤,其机制可能与下调NLRP3/Caspase-1通路有关。

葡萄籽原花青素调控NLRP3/Caspase-1通路介导的焦亡途径对糖尿病视网膜病变大鼠的保护作用

目的探讨葡萄籽原花青素调控NLRP3/Caspase-1通路介导的焦亡途径对糖尿病视网膜病变(DR)大鼠的保护作用。方法建立DR大鼠模型,随机分为模型组、葡萄籽原花青素组、VX-765组、葡萄籽原花青素+VX-765组(每组各12只),另取12只大鼠为对照组,药物干预14 d,HE染色观察各组大鼠视网膜组织病理学变化;TUNEL染色检测各组大鼠视网膜神经节细胞(RGC)焦亡情况;采用试剂盒测定各组大鼠视网膜组织超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)及血清中炎症因子糖基化终末产物(AGEs)、白细胞介素(IL)-1β与IL-18水平;Western blot检测各组大鼠视网膜组织NLRP3/Caspase-1通路蛋白表达水平。结果与对照组相比,模型组大鼠视网膜组织明显变薄,结构疏松,细胞结构层次紊乱、排列不规则,RGC变少、稀疏,呈现严重病理损伤变化,RGC焦亡率,ROS与MDA水平,AGEs、IL-1β、IL-18水平,NLRP3与Caspase-1蛋白表达水平均显著升高(均为P<0.05),SOD与CAT水平均显著降低(均为P<0.05)。与模型组相比,葡萄籽原花青素组、VX-765组大鼠视网膜组织形态结构得到恢复,病理损伤均有不同程度减轻,RGC焦亡率,ROS与MDA水平,AGEs、IL-1β与IL-18水平,NLRP3与Caspase-1蛋白表达水平均降低(均为P<0.05),SOD与CAT水平均升高(均为P<0.05)。与葡萄籽原花青素组及VX-765组分别相比,葡萄籽原花青素+VX-765组大鼠视网膜组织病理损伤进一步减轻,形态结构几乎恢复正常,RGC焦亡率,ROS与MDA水平,AGEs、IL-1β与IL-18水平,NLRP3与Caspase-1蛋白表达水平均降低(均为P<0.05),SOD与CAT水平均升高(均为P<0.05)。结论葡萄籽原花青素可以抑制炎症发生发展,增强DR大鼠抗氧化活性,减轻过氧化反应,缓解视网膜组织病理学损伤,减少RGC焦亡,可能是通过抑制NLRP3/Caspase-1信号通路实现的。

基于NLRP3/Caspase-1通路探讨薏苡仁多糖对溃疡性结肠炎体外炎症模型的干预作用及机制

目的:从炎症理论角度出发,探讨薏苡仁多糖(Coixan)对溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)体外炎症模型的干预作用及其机制。方法:体外培养NCM460细胞,采用不同剂量(0、2.5、5、10、20和40μg/mL)脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导NCM460细胞,筛选出最佳诱导剂量(20μg/mL);用不同浓度(0、5、10、20、40和80μg/mL)的Coixan诱导NCM460,筛选出最佳促增殖浓度(10、20、40μg/mL)。实验随机设为空白组、模型组(LPS诱导)、LPS+Coixan低、中、高剂量(10、20、40μmol/L)组,LPS+柳氮磺吡啶(sulfasalazine,SASP)(200μg/mL)组,除空白组外用LPS(20μg/mL)刺激48 h建立UC体外细胞炎症模型后,分别以薏苡仁多糖及SASP进行48 h干预治疗后,ELISA法检测细胞上清液中炎症因子白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)水平;免疫荧光检测焦亡相关蛋白Caspase-1荧光的表达量;采用qRT-PCR技术检测各组NCM460中NLRP3/Caspase-1通路中焦亡相关NLRP3、Caspase-1、GSDMD-N、IL-1β基因表达水平的影响;Western blot技术检测各组焦亡相关NLRP3、Caspase-1、IL-1β蛋白表达水平的影响。结果:与0μg/mL比较(20μg/mL)LPS诱导48 h对NCM460细胞生长抑制较为适中(P<0.01),同时,干预48 h时,炎症因子IL-1β、TNF-α含量明显升高(P<0.01),因此,选择(20μg/mL)LPS诱导48 h作为造模方式。与0μmol/L的Coixan相比,当Coixan浓度为10、20,40μmol/L时,细胞存活率增高,特别是Coixan浓度为10、20μmol/L(P<0.05)。与正常对照组比较,模型组中炎症因子IL-1β、TNF-α的含量,NLRP3、Caspase-1β、IL-1β蛋白和NLRP3、Caspase-1、GSDMD-N、IL-1β基因表达均显著升高(P<0.01);与模型组比较,药物干预组中,中、高剂量组和柳氮磺吡啶组中细胞IL-1β、TNF-α分泌量减少,差异有统计学意义(P<0.01);与模型组比较,药物干预组中,高剂量组和柳氮磺吡啶组中焦亡相关蛋白Caspase-1表达水平明显下调(P<0.01);与模型组比较,药物干预组中,低、中、高剂量组和柳氮磺吡啶组中NLRP3、Caspase-1蛋白和基因表达明显降低(P<0.05或P<0.01),药物干预组中,高剂量组、柳氮磺吡啶组中GSDMD-N、IL-1β基因表达均显著降低(P<0.01);与模型组比较,药物干预组中,中、高剂量组和柳氮磺吡啶组中焦亡相关蛋白(NLRP3,Caspase-1,IL-1β)表达水平明显下调(P<0.01)。结论:薏苡仁多糖可能通过下调焦亡相关因子NLRP3、Caspase-1、GSDMD-N、IL-1β的表达水平,从而抑制人结肠上皮细胞的细胞焦亡,发挥人结肠上皮细胞保护作用。

基于NLRP3/caspase-1通路研究丹参提取物对系膜增生性肾小球肾炎大鼠的保护作用

目的基于NLRP3/caspase-1通路探讨丹参提取物对系膜增生性肾小球肾炎(mesangial proliferative glomerulonephritis,MsPGN)大鼠的保护作用。方法取48只大鼠建立MsPGN模型,随机分为4组:(1)模型组:不给予药物治疗;(2)丹参提取物组:每日给予丹参提取物(10 mL/kg)灌胃;(3)VX-765组:每日给予VX-765(NLRP3炎性小体抑制剂,50 mg/kg)腹腔注射;(4)丹参提取物+VX-765组:每日给予丹参提取物(10 mL/kg)灌胃,并给予VX-765(50 mg/kg)腹腔注射。另取12只大鼠设为假手术组。各组均持续给药28 d。末次给药结束24 h后,收集各组大鼠24 h尿液,检测24 h尿蛋白含量;检测各组大鼠血清中BUN、Scr、IL-1β、IL-18水平;观察各组大鼠肾组织病理变化,并根据肾小球系膜细胞增殖程度、肾小管-间质病变程度进行病理评分;采用实时荧光定量PCR及免疫印迹法检测各组大鼠肾组织中NLRP3、caspase-1的mRNA和蛋白表达。结果与假手术组相比,模型组大鼠出现肾小球体积变大、内部细胞数量增多,系膜细胞弥漫性增生、细胞基质增多,肾间质有炎性细胞浸润等肾组织病理损伤症状,肾小球系膜细胞增殖程度评分、肾小管-间质病理评分、24 h尿蛋白含量、血清BUN、Scr、IL-1β、IL-18、肾组织NLRP3及caspase-1表达显著升高(P<0.05);与模型组比较,丹参提取物组、VX-765组、丹参提取物+VX-765组大鼠上述病理损伤症状减轻,肾小球系膜细胞增殖程度评分、肾小管-间质病理评分、24 h尿蛋白含量、血清BUN、Scr、IL-1β、IL-18、肾组织NLRP3及caspase-1表达均显著降低(P<0.05);与丹参提取物组及VX-765组分别比较,丹参提取物+VX-765组大鼠上述病理损伤症状进一步减轻,肾小球系膜细胞增殖程度评分、肾小管-间质病理评分、24 h尿蛋白含量、血清BUN、Scr、IL-1β、IL-18、肾组织NLRP3及caspase-1表达均显著降低(P<0.05)。结论丹参提取物可以减轻MsPGN大鼠炎症反应及系膜增生性病变,保护大鼠肾组织,修复大鼠肾功能,可能通过下调NLRP3/caspase-1通路实现。

基于NLRP3/Caspase-1通路探讨针刀对兔膝骨关节炎软骨细胞的影响

目的观察针刀对膝骨关节炎(KOA)兔软骨NLRP3/Caspase-1通路的调控作用及软骨细胞焦亡的影响.方法选用24只新西兰兔雄兔,年龄均为6个月.使用随机数字表法将其分为3组,分别为空白组、模型组、针刀组,每组各8只.造模方法采用改良Videman法进行固定,造模时间为6周,空白组不予固定.针刀组选取经筋病灶点行针刀松解治疗,每周1次,共治疗3次;空白组和模型组正常饲养,行同样抓捕行为.采用HE染色观察软骨形态学改变;并检测软骨Caspase-1、NLRP3、ASC、IL-1βmRNA和蛋白的表达.结果空白组软骨细胞均匀地分布在软骨基质中,表面相对光滑,层次结构较为清晰,潮线清晰完整.模型组软骨细胞数量较少,且分布状态较不均匀,表层出现缺损,潮线紊乱.与模型组相比,针刀组软骨表面较光滑,且软骨细胞分布较均匀,排列较规整,潮线较完整.与空白组比较,模型组软骨组织Caspase-1、NLRP3、IL-1βmRNA表达显著上调(P<0.05);与模型组比较,针刀组软骨组织Caspase-1、NLRP3、IL-1βmRNA表达显著下调(P<0.05).与空白组比较,模型组中兔软骨组织Caspase-1、NLRP3、IL-1βmRNA和Caspase-1、NLRP3、IL-1β、ASC蛋白表达水平显著升高(P<0.05).针刀干预后兔软骨细胞排列较模型组改善,软骨细胞数量增多,Caspase-1、NLRP3、IL-1βmRNA和Caspase-1、NLRP3、IL-1β、ASC蛋白表达水平显著下调(P<0.05).结论基于经筋理论运用针刀治疗KOA,延缓软骨病变,从而改善症状,其作用机制可能是通过干预软骨细胞焦亡,从而降低关节内炎症介质来实现的.

柴胡加龙骨牡蛎汤含药血清调控NLRP3/Caspase-1通路介导心肌细胞焦亡的研究

目的探讨柴胡加龙骨牡蛎汤含药血清对缺血/缺氧诱导的心肌细胞焦亡的保护作用及对NLRP3/Caspase-1信号通路的影响。方法体外培养H9c2心肌细胞,采用CCK-8法检测不同浓度基质细胞衍生因子-1α(SDF-1α)干预下H9c2心肌细胞活性,筛选合适的SDF-1α浓度。将细胞随机分为3组:模型组心肌细胞采用缺血缺氧培养基培养,SDF-1α组心肌细胞采用缺血缺氧培养基+SDF-1α培养,含药血清组心肌细胞采用缺血缺氧培养基+SDF-1α+柴胡加龙骨牡蛎汤含药血清培养。TUNEL法检测3组H9c2心肌细胞凋亡情况;Western blot技术检测3组心肌细胞中焦亡相关蛋白NLRP3、Caspase-1、ASC蛋白表达情况。结果在100 ng/mL SDF-1α浓度干预下,H9c2心肌细胞活性最高,细胞增殖率最高。SDF-1α组和含药血清组心肌细胞凋亡率及细胞中NLRP3、Caspase-1、ASC蛋白相对表达量均明显低于模型组(P均<0.05),且含药血清组均明显低于SDF-1α组(P均<0.05)。结论柴胡加龙骨牡蛎汤能抑制由缺血/缺氧诱导的H9c2心肌细胞焦亡,其机制可能与抑制NLRP3/Caspase-1通路有关。

谷氨酰胺抑制NLRP3/Caspase-1通路减轻坏死性小肠结肠炎大鼠肠损伤

目的:探究谷氨酰胺(Gln)对坏死性小肠结肠炎(NEC)新生大鼠肠损伤的保护作用,及其与核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)/半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶1(Caspase-1)通路之间的关系。方法:将新生SD大鼠随机分成对照组、模型组、谷氨酰胺(Gln)组和Gln+NLRP3激活剂(DDC)组,每组12只。除对照组外,其他3组均采用缺氧和冷刺激建立NEC模型。在造模的同时,Gln组大鼠给予Gln 0.3g/kg灌胃,DDC组大鼠给予Gln 0.3 g/kg和二乙基二硫代氨基甲酸酯(DDC)30 mg/kg灌胃,给药1次/d,连续3 d,末次灌胃空腹24 h后,采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测4组大鼠血清中白介素-18(IL-18)、白介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)水平;心脏取血后打开腹腔,取回盲部近端肠组织1~2 cm,苏木素-伊红(HE)染色检测大鼠肠组织病理学变化并进行损伤评分;TUNEL试剂盒检测大鼠肠细胞凋亡指数;蛋白印迹(WB)法检测肠组织NLRP3、Caspase-1蛋白表达水平。结果:模型组、Gln组和DDC组大鼠在造模24 h后,相继出现不同程度的腹胀、腹泻、活动减少等现象;与模型组比较,Gln组大鼠临床症状出现较晚且程度减轻,活动度较好。与对照组比较,模型组大鼠肠组织可见大量炎性细胞浸润、结构坏死等病变,肠组织损伤评分、细胞凋亡指数、IL-18、IL-1β、TNF-α含量及NLRP3、Caspase-1蛋白相对表达量显著升高(P均<0.05)。与模型组比较,Gln组肠组织病变减轻,肠组织损伤评分、细胞凋亡指数、IL-18、IL-1β、TNF-α含量及NLRP3、Caspase-1蛋白相对表达量显著降低(P均<0.05)。与Gln组比较,DDC组大鼠肠组织病变加重,肠组织损伤评分、细胞凋亡指数、IL-18、IL-1β、TNF-α含量及NLRP3、Caspase-1蛋白相对表达量显著升高(P均<0.05)。结论:Gln可减轻NEC大鼠的炎症水平,保护肠组织结构,其机制可能与抑制NLRP3/Caspase-1信号通路有关。

基于Caspase-1研究NLRP3/Caspase-1通路对成骨细胞焦亡作用机制

目的通过调控半胱氨酸蛋白酶-1(Caspase-1)水平探讨核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)/Caspase-1通路对成骨细胞焦亡的影响机制。方法培养小鼠胚胎MC3T3-E1成骨细胞,分为A组(高糖处理)、B组(高糖+Caspase-1抑制剂处理)、C组(高糖+Caspase-1 siRNA处理)和对照组。采用吸光法检测成骨细胞乳酸脱氢酶(LDH)释放量,采用Hoechst33342/PI染色法检测成骨细胞焦亡情况,分别采用RT-PCR技术和Western blot技术检测成骨细胞中NLRP3、Caspase-1、白细胞介素-1β(IL-1β)和IL-18相对表达水平。结果A组、B组和C组MC3T3-E1成骨细胞焦亡比例和LDH活性均显著高于对照组,B组、C组焦亡比例和LDH活性显著低于A组(P<0.05)。A组、B组和C组NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18 mRNA和蛋白相对表达水平均显著高于对照组,B组、C组Caspase-1、IL-1β、IL-18 mRNA和蛋白相对表达水平显著低于A组(P<0.05)。A组、B组和C组NLRP3mRNA和蛋白相对表达水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论通过抑制Caspase-1能够抑制高糖引起的成骨细胞NLRP3升高导致的IL-1β、IL-18升高,进而抑制成骨细胞焦亡作用。

人参皂苷Rg1抑制NLRP3/Caspase-1通路抵抗肾纤维化的作用研究

目的:通过体内外实验探讨人参皂苷Rg1对转化生长因子-β1(TGF-β1)诱导的人肾小管上皮细胞HK2纤维化细胞株中炎症及其抗纤维化的机制。方法:将HK2细胞诱导分组为对照组、纤维化模型组(2 ng/mL的TGF-β1诱导纤维化)、低剂量人参皂苷Rg1治疗组(2 ng/mL的TGF-β1+15μg/mL人参皂苷Rg1)、高剂量人参皂苷Rg1治疗组(2 ng/mL的TGF-β1+45μg/mL人参皂苷Rg1);Western印迹及免疫荧光检测结缔组织生长因子(CTGF)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、Ⅰ型胶原蛋白(Col-1)表达水平;Western印迹检测NOD样受体蛋白3(NLRP3)及半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶-1(Caspase-1)表达水平;透射电镜检测细胞焦亡水平。动物研究将大鼠诱导分为对照组、模型组(单侧输尿管梗阻)、低剂量人参皂苷Rg1治疗组(单侧输尿管梗阻大鼠+50 mg/kg人参皂苷Rg1)、高剂量人参皂苷Rg1治疗组(单侧输尿管梗阻大鼠+100 mg/kg人参皂苷Rg1);Western印迹检测肾组织中蛋白表达水平;苏木精-伊红(HE)及Masson检测肾脏病理改变及纤维化程度;酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测血清中炎症因子表达水平;透射电镜检测组织焦亡水平。结果:细胞实验中,人参皂苷Rg1处理后,细胞中CTGF、α-SMA、ColⅠ及NLRP3、Caspase-1的表达水平均较模型组以剂量依赖的减低(均P<0.05);细胞焦亡水平显著降低。动物实验中,人参皂苷Rg1处理后,大鼠肾组织中CTGF、α-SMA、ColⅠ及NLRP3、Caspase-1的表达水平均较模型组以剂量依赖的减低(均P<0.05);血清TGF-β1、白细胞介素-18(IL-18)、白细胞介素-1β(IL-1β)呈剂量依赖的显著下降(均P<0.05);大鼠肾脏病理改变减轻,胶原沉积减少;组织焦亡水平显著降低。结论:人参皂苷Rg1可以通过抑制NLRP3/Caspase-1通路抑制肾小管上皮细胞焦亡,进而降低CTGF、α-SMA、CollagenⅠ的表达,从而实现对肾脏的保护作用。

人参皂苷Rg3通过调控NLRP3/Caspase-1通路对大鼠脓毒血症所致急性肾损伤的保护作用

目的:探讨人参皂苷Rg_(3)对脓毒血症所致大鼠急性肾损伤(AKI)的保护作用及相关机制。方法:随机将60只SD大鼠分为假手术组、脓毒血症模型组及人参皂苷Rg_(3)低(10 mg/kg)、高(30 mg/kg)剂量组,每组15只。除假手术组外,其余各组大鼠均采用盲肠结扎穿孔法建立脓毒血症模型。腹腔注射药物72 h后取材,HE染色观察肾脏组织病理学变化;全自动生化分析仪检测血尿素氮(BUN)和血肌酐(Scr)水平;ELISA法检测血清炎症因子白介素1β(IL-1β)、白介素6(IL-6)、白介素18(IL-18)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平;比色法检测肾脏组织Caspase-1活性;TUNEL染色检测肾脏组织细胞凋亡状况;Western Blot检测NLRP3/Caspase-1轴相关蛋白表达。结果:与模型组比较,高剂量人参皂苷Rg_(3)能明显减轻大鼠肾脏组织病理损伤,降低BUN、Scr及血清中炎症因子IL-1β、IL-6、IL-18、TNF-α水平,降低损伤肾脏组织Caspase-1水平及细胞凋亡,下调NLRP3、ASC、Cleaved-Caspase-1等蛋白的表达(P<0.01)。结论:高剂量人参皂苷Rg_(3)能显著改善脓毒血症所致AKI大鼠的肾功能,降低炎症反应及肾脏组织细胞凋亡,进而起到保护作用,其机制可能与其对NLRP3/Caspase-1轴的抑制性调控密切相关。

P2X7R/NLRP3/Caspase-1通路在难治性癫痫患者外周血中的表达

目的探讨P2X7R/NLRP3/Caspase-1通路在难治性癫痫患者外周血中的表达。方法选取2021年7月至2022年4月在郑州大学附属洛阳中心医院就诊的难治性癫痫患者40例作为癫痫组,分别留取患者癫痫发作期(ES)和癫痫发作间期(EI)的外周血;纳入同期的健康体检者40例作为正常对照组。应用流式细胞仪检测各组P2X7R表达水平,应用ELISA试剂盒检测血浆中NLRP3、Caspase-1、IL-1β及IL-18的表达水平。结果癫痫组P2X7R、NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18、红细胞沉降率(ESR)及血清C-反应蛋白(CRP)的表达水平均高于正常对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。癫痫组ES的外周血中P2X7R、NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18、ESR及CRP的表达均高于EI及正常对照组,差异有统计学意义(P<0.05),且EI时P2X7R、NLRP3、Caspase-1及炎症因子(IL-1β和IL-18)在外周血中的表达仍高于正常对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论P2X7R/NLRP3/Caspase-1信号通路可能参与了癫痫急性和慢性发生中炎症相关的神经损伤,此可能为难治性癫痫的治疗提供新的靶点。

三黄连合剂通过NLRP3/ASC/Caspase-1通路对哮喘患儿气道炎症的机制研究

目的探讨三黄连合剂通过NOD样受体蛋白3(NOD-like receptor protein domain associated protein 3,NLRP3)/凋亡相关颗粒样蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD,ASC)/半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1(cysteine aspartic acid specific protease-1,Caspase-1)通路对哮喘患儿气道炎症的作用及机制。方法选取2021年1月—2023年10月就诊的90例哮喘患儿,采用数字表法随机分为观察组与对照组,各45例。观察2组哮喘患儿不良反应、1 s用力呼气容积(forced expiratory volume in the first second,FEV_(1)%)、最大呼气流量(peak expiratory flow,PEF)、用力肺活量(forced vital capacity,FVC)、白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)及TNF-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)表达水平差异。结果观察组不良反应发生率为6.66%,对照组为11.11%,差异无统计学意义(P>0.05)。观察组总有效率为95.56%,高于对照组的80.00%(P<0.05)。治疗后FEV_(1)%、PEF、FVC、哮喘控制测试表(asthma control test,ACT)评分高于对照组(P<0.05)。治疗后观察组血清IL-1β、IL-6、IL-8、IL-17、IL-18水平低于对照组(P<0.05)。治疗后观察组患儿血清NLRP3、ASC、Caspase-1、IL-1β蛋白表达水平低于对照组(P<0.05)。结论三黄连合剂治疗能减轻哮喘患儿气道炎症反应,降低炎症因子水平,改善肺功能,减轻病情,提高疗效,其可能通过NLRP3/ASC/Caspase-1通路发挥作用。

基于NLRP3/Caspase-1细胞焦亡通路研究金匮肾气丸治疗慢性肾衰竭大鼠的疗效机制

目的以NOD样受体蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like protein3,NLRP3)/半胱氨酸蛋白酶-1(cysteinyl aspartate specific proteinase-1,Caspase-1)细胞焦亡通路为切入点,研究金匮肾气丸改善慢性肾衰竭大鼠的疗效机制。方法将80只7周龄雄性Wistar大鼠以随机的方式抽取正常组和假手术组各20只,其中正常组不行手术干预,假手术组仅行手术剥离双肾被膜;40只造模组大鼠依据文献方法行5/6肾切除术制备慢性肾衰竭模型,4周后将造模组造模成功并存活的34只大鼠随机平均分为金匮肾气丸组17只及模型组17只。其中金匮肾气丸组予金匮肾气丸药液,正常组、假手术组及模型组予等量生理盐水进行灌胃56 d。期间观察大鼠一般情况。第57天取材检测大鼠的红细胞(red blood cell,RBC)、血红蛋白(hemoglobin,Hb)、血清肌酐(serum creatinine,Scr)、血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)值。并测定左肾组织NLRP3、凋亡相关斑点样蛋白[apoptosis-associ-ated speck-like protein containing caspase recruitment domain(CARD),ASC]、Caspase-1、白细胞介素(interleukin,IL)-18及IL-1β的mRNA及蛋白含量表达情况及肾组织病理形态。结果正常组和假手术组大鼠各项指标无明显差别(P>0.05)。金匮肾气丸组大鼠的RBC、Hb水平相对模型组显著升高(P<0.05)。金匮肾气丸组大鼠的Scr、BUN水平相对模型组显著降低(P<0.05)。金匮肾气丸组大鼠相对于模型组大鼠NLRP3、ASC、Caspase-1、IL-18、IL-1β的mRNA和蛋白表达含量则显著降低(P<0.05),光学显微镜及透射电镜观察显示:正常组及假手术组结构形态正常。金匮肾气丸组大鼠病变程度明显轻于模型组大鼠。结论金匮肾气丸可明显改善CRF大鼠的贫血状态、肾功能情况,升高RBC、Hb水平,降低Scr、BUN水平。金匮肾气丸可明显减轻慢性肾衰竭大鼠炎症反应情况,延缓肾衰竭进展。金匮肾气丸延缓慢性肾衰竭进展的机制可能与抑制NLRP3/Caspase-1细胞焦亡信号通路,下调NLRP3、ASC、Caspase-1、IL-18、IL-1β的表达有关。

芩百清肺浓缩丸对感染后咳嗽大鼠NLRP3/Caspase-1/IL-1β信号通路的影响

目的:探讨芩百清肺浓缩丸(芩百)对感染后咳嗽(PIC)大鼠NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3/半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶1/白细胞介素1β(NLRP3/Caspase-1/IL-1β)信号通路的调节作用。方法:40只SD大鼠随机分为正常组、模型组、阳性对照组(阿斯美)及芩百清肺浓缩丸(芩百)组,每组10只。采用烟熏联合LPS滴鼻法及辣椒素雾化吸入法构建PIC模型。于造模后第18天开始灌胃给药,芩百组给予芩百清肺浓缩丸水溶液1.65 g/kg,阳性对照组给予阿斯美25.11 mg/kg,每日1次,连续给药10 d。末次干预后,ELISA检测BALF中IL-1β含量,、Western blot检测肺组织NLRP3、Caspase-1蛋白表达。结果:与正常组相比,模型组BALF中IL-1β含量以及肺组织NLRP3、Caspase-1蛋白表达均显著升高(P<0.05);与模型组相比,阳性对照组和芩百组上述指标均显著降低(P<0.05);芩百组BALF中IL-1β水平和肺组织NLRP3蛋白表达均显著低于阳性对照组(P<0.05)。结论:芩百清肺浓缩丸能够显著减轻PIC大鼠的气道炎症和气道高反应性,其作用机制可能与抑制NLRP3/Caspase-1/IL-1β信号通路有关。