替米沙坦抑制NLRP3/GSDMD/Caspase-1信号通路改善慢性心衰大鼠心功能

目的基于NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)/Gasdermin D(GSDMD)/半胱氨酸蛋白酶-1(Caspase-1)信号通路探讨替米沙坦改善慢性心力衰竭的潜在作用机制。方法将40只大鼠随机分为空白对照组、模型组、替米沙坦(30 mg/kg)及MCC950(NLRP3抑制剂,10 mg/kg)组,皮下注射异丙肾上腺素建立慢性心力衰竭大鼠模型。两周后,超声检测大鼠心脏功能;HE染色检测大鼠心肌组织病理变化,Masson染色检测大鼠心肌组织胶原纤维沉积;透射电镜下观察心肌组织超微结构;酶联免疫吸附实验(ELISA)检测各组大鼠血清中白细胞介素-1β(IL-1β)、IL-18表达水平;Western blot方法检测各组大鼠心肌组织中NLRP3、GSDMD、凋亡相关斑点样蛋白(ASC)、pro-caspase-1及Cleaved-caspase-1蛋白表达。结果替米沙坦能显著改善大鼠心脏功能,改善病理损伤,抑制心肌纤维化,显著降低大鼠血清中IL-1β、IL-18表达水平,并显著抑制大鼠心肌组织中NLRP3、GSDMD、ASC、pro-caspase-1及Cleaved-caspase-1蛋白表达。结论替米沙坦能够通过抑制NLRP3/GSDMD/Caspase-1信号通路改善慢性心力衰竭大鼠心功能。

基于NLRP3/Caspase-1/GSDMD信号通路探讨针灸预防应激性胃溃疡细胞焦亡的作用机制

目的:观察针刺与艾灸对应激性胃溃疡模型大鼠的防治作用及其对模型大鼠胃黏膜NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)/半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1(Caspase-1)/消皮素D(GSDMD)细胞焦亡通路的干预作用,探索其作用机制。方法:将SD大鼠随机分为正常组、模型组、预灸组和预针刺组。预灸组和预针刺组大鼠分别予艾灸、针刺中脘、足三里,每穴刺激20 min,连续7 d;正常组、模型组大鼠仅予艾灸支架固定。除正常组外,其余各组大鼠采用无水乙醇与阿司匹林混悬液灌胃制备应激性胃溃疡模型。造模结束后次日,各组大鼠麻醉后取血分离血清,取胃黏膜组织。评估胃黏膜损伤指数(UI),苏木精-伊红(HE)染色法观察胃黏膜组织的病理形态变化,酶联免疫吸附测定(ELISA)法检测血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素(IL)-1β、IL-6、IL-18水平,蛋白质免疫印迹(Western blot)法分析胃黏膜组织NLRP3、Caspase-1及GSDMD蛋白表达。结果:模型组大鼠UI值明显高于正常组(P<0.01),胃黏膜组织明显损伤,存在出血灶,病理显示大量红细胞渗出;预灸组和预针刺组大鼠UI值均明显低于模型组(P<0.01),其中预灸组UI值明显低于预针刺组(P<0.05);预灸组和预针刺组胃黏膜组织表面只有少量出血灶,病理显示胃黏膜大体完整,有少量红细胞渗出,其中预灸组胃黏膜病变程度更轻。模型组大鼠血清TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-18水平均明显高于正常组(P<0.01);预灸组和预针刺组上述指标水平均明显低于模型组(P<0.05,P<0.01),其中预灸组上述指标水平均明显低于预针刺组(P<0.05,P<0.01)。模型组大鼠胃黏膜组织NLRP3、Caspase-1及GSDMD蛋白表达水平均显著高于正常组(P<0.05);预灸组和预针刺组上述蛋白表达水平均明显低于模型组(P<0.05),其中预灸组Caspase-1蛋白表达水平明显低于预针刺组(P<0.05)。结论:针刺与艾灸均可以预防应激性胃溃疡胃黏膜损伤,其可能通过调控胃黏膜组织中NLRP3/Caspase-1/GSDMD细胞焦亡通路蛋白表达水平,缓解胃黏膜炎症反应,其中艾灸预处理对炎症因子的改善更具优势。

基于NLRP3/caspase-1/GSDMD信号通路探讨双硫仑改善HFpEF大鼠心功能的机制

目的:探讨双硫仑(DSF)在高脂饮食(HFD)和一氧化氮阻滞剂Nω-硝基-L-精氨酸甲酯(L-NAME诱导的射血分数保留的心力衰竭(HFpEF)大鼠模型中的作用及可能的机制。方法:通过HFD+L-NAME构建HFpEF大鼠模型;将SD大鼠随机分为三组:control组(给予正常饮食和水喂养)、HFpEF组(给予HFD和含0.5 g/L L-NAME的饮用水喂养)和DSF+HFpEF组(在HFD+L-NAME的基础上给予DSF治疗)。5周后,使用超声心动图和运动力竭实验检测心功能;苏木素-伊红和麦胚凝集素染色检测心肌病理改变;Masson染色检测心肌纤维化程度;TUNEL染色观察细胞凋亡水平;Western blot检测心肌中核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)、cleaved caspase-1和消皮素D的N端片段(GSDMD-N)蛋白水平;ELISA检测血清N末端脑利尿钠肽前体(NT-proBNP)水平及心肌中白细胞介素1β(IL-1β)和IL-18含量。结果:与control组相比,HFpEF组大鼠体重、收缩压、舒张压、E/E'比值、舒张期左心室前壁厚度(LVAWd)和血清NT-proBNP水平均显著升高(P<0.05),E/A比值和整体纵向应变(GLS)绝对值均显著降低(P<0.05);与HFpEF组相比,DSF+HFpEF组大鼠体重、E/E'比值、舒张压和血清NTproBNP水平均显著降低(P<0.05),E/A比值和GLS绝对值显著升高(P<0.05),收缩压、舒张期左心室后壁厚度(LVPWd)和左心室射血分数(LVEF)无显著改变(P>0.05)。与control组相比,HFpEF组大鼠心肌纤维化面积、心肌细胞横截面积和凋亡率均显著升高(P<0.05),DSF+HFpEF组大鼠上述指标均显著下降(P<0.05)。Western blot和ELISA结果显示,与control组相比,HFpEF组大鼠心肌中NLRP3、cleaved caspase-1和GSDMD-N蛋白水平及炎症因子IL-1β和IL-18含量均显著升高(P<0.05);与HFpEF组相比,DSF+HFpEF组大鼠上述指标均显著下降(P<0.05)。结论:DSF可改善HFpEF大鼠心功能,抑制心肌重构,其机制可能与抑制NLRP3/caspase-1/GSDMD信号通路、减轻心肌炎症反应有关。

基于NLRP3/Caspase-1/GSDMD信号通路探讨芍药苷对雄性大鼠急性辐射诱导的心脏损伤的作用和机制

目的基于NLRP3/Caspase-1/GSDMD信号通路探讨芍药苷(PF)对雄性大鼠急性辐射诱导的心脏损伤的作用和机制。方法将雄性Wistar大鼠随机分为空白对照组(Con组)、单纯照射20Gy组(Mod组)和芍药苷低剂量+20Gy照射组(L组)、芍药苷中剂量+20Gy照射组(M组)、PF高剂量+20Gy照射组(H组)。采用6 MV X线经心前区照射(单次20 Gy)制作心肌损伤模型。PF组自照射前7 d开始至照射后7 d,隔天灌胃(芍药苷低剂量组为25.0 mg/kg、中剂量组为50.0 mg/kg、高剂量组为75.0 mg/kg),Con组和Mod组以同样方式予生理盐水。用ELISA法检测血清中的IL-1β、IL-18表达水平;用HE染色法观察心肌组织的病理损伤情况;用WB法和IHC法检测心肌组织中的NLRP3、caspase-1、GSDMD、IL-1β蛋白表达水平。结果与Con组相比,Mod组血清中的IL-1β、IL-18表达水平明显升高(P<0.05)。与Mod组比,PF组血清中的IL-1β、IL-18表达水平降低;与Con组比,Mod组的心肌细胞广泛大片状坏死、断裂,排列紊乱,心肌间质有大量炎性细胞浸润,横纹肌消失;与Mod组比,随着PF剂量升高,细胞逐渐恢复正常,排列整齐,心肌炎性细胞浸润减轻;与Con组相比,PF组心肌组织中的NLRP3、Caspase-1、GSDMD、IL-1β表达水平明显升高(P<0.05);与Mod组比,随着PF剂量升高,Mod组心肌组织中的NLRP3、Caspase-1、GSDMD、IL-1β表达水平降低。结论芍药苷可减少辐射诱导的心肌损伤引起的心肌炎症及心肌细胞焦亡,起到心肌保护作用。NLRP3炎症小体可作为辐射诱导的心肌损伤潜在治疗靶点。

基于NLRP3/caspase-1/GSDMD信号通路介导的细胞焦亡探讨大黄糖络丸对糖尿病肾脏疾病的干预效应

目的探讨大黄糖络丸(Dahuang Tangluo pills,DHTL)对糖尿病肾脏疾病(diabetic kidney disease,DKD)db/db小鼠NOD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水解酶-1(cystein-asparate protease-1,caspase-1)/消皮素D(gasdermin D,GSDMD)通路介导的细胞焦亡的干预效应及机制。方法将8只db/m小鼠作为空白对照组,将40只db/db小鼠造模成功后随机分为模型组,DHTL低剂量组、中剂量组、高剂量组,达格列净组,每组各8只。空白组和模型组给予等体积生理盐水灌胃,DHTL低、中、高剂量组分别给予DHTL溶液0.9、1.8、3.6 g·kg^(-1),达格列净组给予达格列净片溶液1.5 mg·kg^(-1),6组小鼠均每日灌胃1次,连续给药10周,给药期间每日检测小鼠体质量并调整灌胃剂量。给药结束后分别检测各组小鼠空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)及体质量;采用全自动生化分析仪检测小鼠24 h尿总蛋白(24 h urine protein,24h-UTP)、血肌酐(creatinine,Scr)及尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)水平;采用ELISA测定小鼠肾组织中IL-1β、IL-6、IL-18、TNF-α水平;HE染色观察小鼠肾组织病理改变;TUNEL染色观察小鼠肾组织细胞DNA的损伤情况;采用RT-PCR和Western blot检测小鼠肾组织NLRP3、caspase-1、GSDMD mRNA及蛋白表达。结果与空白组比较,模型组小鼠FBG、体质量、24h-UTP、IL-1β、IL-6、IL-18、TNF-α均明显升高(P<0.01);小鼠肾脏组织中NLRP3、caspase-1、GSDMD mRNA及蛋白表达明显增加(P<0.01)。与模型组比较,各给药组小鼠FBG、体质量、24h-UTP、IL-1β、IL-6、IL-18、TNF-α水平不同程度降低(P<0.05);小鼠肾脏组织病理形态均不同程度改善,肾脏组织阳性细胞数量明显减少(P<0.05);DHTL高、中剂量组及达格列净组小鼠肾组织NLRP3、caspase-1、GSDMD mRNA及蛋白表达均明显下降(P<0.05)。结论DHTL可改善DKD小鼠的肾损伤,其机制可能通过调控NLRP3/caspase-1/GSDMD通路抑制细胞焦亡,缓解DKD小鼠的炎症反应。

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。

基于NLRP3/Caspase-1/GSDMD通路探讨自身免疫性甲状腺炎伴抑郁症模型的制备与评价

目的探讨自身免疫性甲状腺炎伴发抑郁症动物模型的制备与评价,并基于NOD样受体蛋白-3(NOD-like receptor protein 3,NLRP3)/含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-1(cysteinyl aspartate specific proteinase-1,Caspase-1)/消皮素D(gasdermin D,GSDMD)通路加以验证。方法32只NOD.H-2H4小鼠随机分为正常组(N组)、抑郁组(DP组)、自身免疫性甲状腺炎伴抑郁症组(AIT+DP组)、自身免疫性甲状腺炎组(AIT组),每组8只。N组正常饲养,DP组采取5周慢性不可预知温和刺激(chronic unpredictable mild stress,CUMS),AIT组予0.05%碘化钠水溶液建立自身免疫性甲状腺炎模型,AIT+DP组在建立AIT动物模型基础上施加5周CUMS建立AIT+DP动物模型。通过观测小鼠甲状腺组织结构及淋巴细胞浸润情况和血清甲状腺过氧化物酶抗体(thyroid peroxidase antibody,TPOAb)和甲状腺球蛋白抗体(anti-thyroid autoantibodies,TGAb)水平评价小鼠自身免疫性甲状腺炎模型是否制备成功;通过测定体重、糖水偏好率、旷场行为学(中央象限时间、中央象限比例、站立次数、排便次数、毛发梳理时间),大脑皮质、海马病理变化及大脑皮质小胶质细胞焦亡相关蛋白水平评价小鼠抑郁状态。模型小鼠同时符合上述自身免疫性甲状腺炎与抑郁症相关指标检测,则表明AIT+DP动物模型制备成功。结果与N组比较,AIT组与AIT+DP组血清TGAb、TPOAb水平显著增加(P<0.01),甲状腺可见大量炎细胞浸润,DP组与AIT+DP组小鼠中央象限时间、中央象限比例、站立次数、排便次数、毛发梳理时间有不同程度降低,大脑皮质神经胶质细胞增多,神经元细胞减少,伴有部分细胞核萎缩,NLRP3、IL-1β、Caspase-1、GSDMD-N蛋白表达水平显著上调,AIT+DP组尤为明显(P<0.01)。结论0.05%碘化钠水溶液与CUMS可较好地模拟AIT+DP模型动物外在表现与内在指标变化,可为AIT+DP疾病的研究提供动物模型参考。

基于NLRP3/Caspase-1/GSDMD通路探讨电针“四神聪”“风池”改善血管性痴呆大鼠认知功能障碍的作用机制

目的:基于NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)/胱天蛋白酶-1(Caspase-1)/焦孔素D通路(GSDMD),探讨电针“四神聪”、“风池”改善血管性痴呆(VD)大鼠认知功能障碍的可能作用机制。方法:将64只Morris水迷宫筛选后的雄性SD大鼠随机分为空白组12只、假手术组12只、造模组40只。采用四血管阻断法(4-VO)建立VD大鼠模型,造模成功的24只大鼠随机分为模型组、电针组各12只,电针组取“四神聪”、“风池”穴(连续波,频率2 Hz,强度1 mA),每日1次,30 min/次,连续21 d。假手术组和模型组相同抓取固定,不予任何治疗。Morris水迷宫试验、新物体认知试验评估造模前后及干预后大鼠的学习记忆能力;HE染色观察海马组织病理变化;ELISA法检测海马组织及血清中白细胞介素1β(IL-1β)、白细胞介素18(IL-18)水平;免疫组化检测海马组织中NLRP3、凋亡相关斑点样蛋白(ASC)、Caspase-1和GSDMD蛋白表达;蛋白质印迹法检测海马组织中NLRP3、ASC、pro-Caspase-1、Caspase-1 p20、GSDMD和GSDMD-N蛋白表达。结果:与假手术组对比,模型组大鼠逃避潜伏期延长及穿越平台次数减少、新物体识别指数(RI)降低(P<0.01);模型组大鼠海马神经元排列紊乱,细胞结构不同程度受损;IL-1β、IL-18水平升高(P<0.01);NLRP3、ASC、pro-Caspase-1、Caspase-1 p20、GSDMD和GSDMD-N蛋白表达上调(P<0.01,P<0.05)。与模型组对比,电针组大鼠逃避潜伏期显著缩短及穿越平台次数增加、新物体识别指数(RI)升高(P<0.01);电针组海马神经元整体形态较规则,核固缩、凋亡小体和炎性细胞数量减少;IL-1β、IL-18水平降低(P<0.01);NLRP3、ASC、pro-Caspase-1、Caspase-1 p20、GSDMD和GSDMD-N蛋白表达下调(P<0.01,P<0.05)。结论:电针“四神聪”、“风池”可改善VD大鼠认知功能障碍,其作用机制可能与抑制NLRP3/Caspase-1/GSDMD通路,从而改善炎症,减轻神经细胞焦亡相关。

苦柯胺B调控NLRP3/Caspase-1/GSDMD焦亡通路减轻脂多糖诱导的巨噬细胞炎症

目的:探讨苦柯胺B(KB)对脂多糖(LPS)诱导的人单核细胞白血病THP-1细胞核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)/半胱氨酸蛋白酶-1(Caspase-1)/消皮素D(GSDMD)焦亡通路的调控作用。方法:THP-1细胞经100 ng/mL佛波酯(PMA)诱导24 h成为巨噬细胞,采用CCK-8法检测KB对细胞活力的影响,确定合适的浓度用于后续实验;由LPS联合三磷酸腺苷(ATP)诱导建立巨噬细胞炎症损伤模型(LPS组),采用不同浓度KB及NLRP3炎症小体抑制剂MCC950处理细胞,通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测各组NLRP3、Caspase-1、凋亡相关斑点样蛋白(ASC)、白细胞介素(IL)-1β、GSDMD及高迁移率族蛋白B1(HMGB-1)mRNA表达,采用western blotting法检测炎症小体组分及焦亡相关蛋白的表达,酶联免疫吸附试验(ELISA)测定细胞上清液IL-1β的含量,检测细胞上清液乳酸脱氢酶(LDH)释放量,Annexin-V-PE/7-AAD染色检测细胞凋亡。结果:KB浓度为12.5~400μmol/L范围内对THP-1细胞活力无明显影响。与对照组(未处理细胞)比较,LPS组NLRP3、Caspase-1、IL-1β、GSDMD、HMGB-1 m RNA表达上调,经MCC950或KB处理后,上述mRNA表达水平较LPS组下降(均P<0.05)。与对照组比较,LPS组NLRP3、Caspase-1、Cleaved Caspase-1、GSDMD、GSDMD-NT、HMGB1蛋白表达量均较对照组升高,经MCC950或KB处理后上述蛋白表达下调,细胞培养上清液中IL-1β分泌量和LDH释放量降低(均P<0.05),细胞凋亡减少。结论:KB可通过抑制NLRP3/Caspase-1/GSDMD通路介导的焦亡来改善LPS诱导的THP-1细胞炎症。

基于NLRP3/Caspase-1/GSDMD通路对泼尼松联合淫羊藿苷提高激素抵抗型肾病综合征疗效的机制研究

目的:探讨泼尼松联合淫羊藿苷(icariin,ICA)对激素抵抗型肾病综合征(SRNS)的治疗作用及可能的分子机制。方法:体内实验用阿霉素建立大鼠模型,将大鼠分为空白组、模型组、泼尼松组(6.3 mg·kg^(-1)·d^(-1))、联合组(泼尼松6.3 mg·kg^(-1)·d^(-1)+淫羊藿苷50 mg·kg^(-1)·d^(-1)),各给药组分别予相应药物灌胃,连续6周。CBB法检测大鼠24小时尿蛋白;全自动血液生化分析仪检测大鼠白蛋白、总胆固醇、甘油三酯、肌酐、尿素氮;HE、Masson染色检测大鼠肾组织形态学变化;免疫组化及Western blot检测GR-α、GR-β、NLRP3、caspase-1、GSDMD的表达。体外实验用阿霉素诱导HK-2细胞损伤模型,分为空白组、模型组、联合组和NLRP3沉默组,Rt-PCR检测GR-α、GR-β、caspase-1、GSDMD mRNA的表达,Western blot检测GR-α、GR-β、caspase-1、GSDMD蛋白的表达。结果:体内实验中,与空白组比较,模型组大鼠的体质量减轻,24小时尿蛋白增多,白蛋白减少,总胆固醇、甘油三酯、肌酐、尿素氮升高,肾小管萎缩,肾间质区水肿,其中炎症细胞浸润明显,有纤维组织增生,肾组织中GR-β、NLRP3、caspase-1、GSDMD的水平上升,GR-α的水平降低(P<0.01);与模型组比较,联合组大鼠的体质量增加,24小时尿蛋白减少,白蛋白增多,总胆固醇、甘油三酯、肌酐、尿素氮降低,肾小管萎缩减轻,肾间质炎症细胞浸润减少,肾组织中GR-β、NLRP3、caspase-1、GSDMD的水平降低,GR-α的水平升高(P<0.01)。体外实验中,与空白组比较,模型组GR-β、caspase-1、GSDMD的mRNA及蛋白表达增加(P<0.01),GR-α的m RNA及蛋白表达降低(P<0.01);与模型组比较,联合组及NLRP3沉默组GR-β、caspase-1、GSDMD的mRNA及蛋白表达减少(P<0.01),GR-α的m RNA及蛋白表达增加(P<0.01)。结论:泼尼松联合ICA对SRNS大鼠的肾脏具有保护作用,可以提高SRNS大鼠的疗效,其机制可能与NLRP3/caspase-1/GSDMD通路相关。

健脾益肠散对溃疡性结肠炎大鼠NLRP3信号通路IL-1β、IL-18表达的影响

目的探讨健脾益肠散对溃疡性结肠炎(UC)模型大鼠NLRP3信号通路白细胞介素(IL)-1β、IL-18表达的影响。方法从40只SD大鼠随机选取10只作为正常组,其余大鼠自由饮用5%硫酸葡聚糖溶液7 d制备UC大鼠模型,将成模大鼠随机分为模型组、柳氮磺吡啶组和健脾益肠散组,每组10只。健脾益肠散组和柳氮磺吡啶组予相应药液灌胃,正常组和模型组予等体积蒸馏水灌胃,连续14 d。观察大鼠一般状况,并进行疾病活动指数(DAI)评分,ELISA检测大鼠血清核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)、凋亡相关斑点样蛋白(ASC)、胱天蛋白酶1(Caspase-l)含量,免疫组化染色、Western blot和RT-PCR检测结肠组织IL-1β、IL-18蛋白及mRNA表达。结果与正常组比较,模型组大鼠一般状况较差,DAI评分显著升高(P<0.01),血清NLRP3、ASC、Caspase-l含量显著增加(P<0.01),结肠组织IL-1β、IL-18蛋白和mRNA表达均显著升高(P<0.01);与模型组比较,健脾益肠散组和柳氮磺嘧啶组大鼠一般状况明显好转,DAI评分显著降低(P<0.01),血清NLRP3、ASC、Caspase-l含量明显减少(P<0.05,P<0.01),结肠组织IL-1β、IL-18蛋白和mRNA表达均明显降低(P<0.05,P<0.01)。结论健脾益肠散可抑制NLRP3信号通路IL-1β、IL-18表达,改善结肠免疫炎症损伤,发挥治疗UC作用。

E.coli HPI通过NLRP3/caspase-1信号通路诱导细胞焦亡而促进肠道炎症

目的:探究大肠埃希菌(Escherichia coli,E.coli)强毒力岛(high-pathogenicity island,HPI)对细胞焦亡及肠道炎症的影响。方法:用含HPI的E.coli株(HPI+)、HPI缺失的E.coli株(△HPI)和脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)分别处理昆明小鼠和IPEC-J2细胞(猪小肠上皮细胞)。测定小鼠肠道乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)活性、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性、IgA表达和分泌性IgA(secretory IgA,SIgA)含量;HE和TUNEL染色观察肠道损伤;RT-qPCR、免疫组织化学染色和Western blot检测小鼠肠组织和IPEC-J2细胞中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)/caspase-1信号通路关键调控点的表达;ELISA检测小鼠血清和IPEC-J2细胞培养上清液中白细胞介素1β(interleukin-1β,IL-1β)和IL-18含量;共聚焦显微镜观察NLRP3与caspase-1的共定位。siRNA沉默IPEC-J2细胞的NLRP3,验证NLRP3在E.coli HPI感染中的关键调控功能。结果:相对于△HPI感染,E.coli HPI显著降低小鼠肠道SOD活性,增加IgA+B细胞,并促进LDH的释放和SIgA的分泌;ELISA、HE染色和TUNEL染色结果显示,E.coli HPI促进了小鼠肠道上皮细胞DNA断裂、组织损伤和炎症;Western blot结果显示,相对于△HPI,E.coli HPI感染使得小鼠肠道消皮素D的N端片段(gasdermin D N-terminal fragment,GSDMD-N)蛋白水平显著升高;RT-qPCR和免疫组织化学染色结果显示,E.coli HPI显著促进了小鼠肠道和IPEC-J2细胞中NLRP3、含caspase募集结构域的凋亡相关斑点样蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing a caspase recruitment domain,ASC)、caspase-1、GSDMD、IL-1β和IL-18的mRNA和蛋白表达,IL-1β和IL-18分泌增加;共聚焦显微镜观察发现,相对于△HPI感染,E.coli HPI显著促进了NLRP3炎症小体的组装,使得NLRP3与caspase-1发生共定位;此外,在NLRP3沉默的IPEC-J2细胞中观察到E.coli HPI诱导的细胞炎症、细胞损伤及NLRP3/caspase-1信号通路的激活被缓解。结论:HPI的存在增强了E.coli的毒力水平,促进肠道炎症;NLRP3/caspase-1信号通路调控的细胞焦亡参与了E.coli HPI诱导的肠道损伤。

桑色素抑制NLRP3/Caspase-1/IL-1β信号通路对慢性阻塞性肺疾病大鼠肺泡上皮细胞焦亡的影响

目的:探讨桑色素(MH)抑制核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)/半胱氨酸天冬氨酸酶-1(Caspase-1)/IL-1β信号通路对慢性阻塞性肺疾病(COPD)大鼠肺泡上皮细胞焦亡的作用机制。方法:采用烟熏法建立COPD模型大鼠,将其随机分模型组(COPD组)、MH低、中、高剂量组(MH-L、MH-M、MH-H组)(50、100、200 mg/kg)、阳性对照组(地塞米松组,DXMS,0.09 mg/kg),另取10只健康大鼠作为正常对照组(NC组)。检测大鼠肺功能指标[潮气量(TV)、肺活量(FVC)和呼气峰流速(PEF)];HE染色观察肺组织病理学变化;免疫荧光双染观察肺泡上皮细胞焦亡情况;ELISA检测肺泡灌洗液(BALF)中炎症因子水平;RT-qPCR检测NLRP3、Caspase-1、消皮素D(GSDMD)、IL-1βmRNA水平;Western blot检测肺组织SP-C、NLRP3、C-Caspase-1、GSDMD、GSDMD-N、IL-1β蛋白表达。结果:与COPD组比较,DXMS组、MH各组肺组织管腔狭窄、黏液分泌和支气管黏膜上皮细胞坏死等病理学变化明显改善,肺功能指标(TV、FVC、PEF)显著上升(P<0.05),且MH-L、MH-M、MH-H组依次上升(P<0.05);TNF-α、IL-6、IL-8水平、NLRP3及C-Caspase-1免疫荧光表达、NLRP3、Caspase-1、GSDMD、IL-1βmRNA水平、NLRP3、C-Caspase-1、GSDMD、GSDMD-N、IL-1β蛋白水平显著下降,SP-C蛋白表达逐渐上升(P<0.05)。结论:MH可抑制NLRP3/Caspase-1/IL-1β信号通路及其介导的炎症因子释放和细胞焦亡,减轻COPD大鼠的肺组织病变。

益生菌对慢性肾衰竭大鼠肠道菌群以及细胞焦亡通路(NLRP3/Caspase-1/GSDMD)的影响

目的:研究益生菌对腺嘌呤诱导的慢性肾衰竭(CRF)大鼠肠道菌群的影响,以及对细胞焦亡通路NLRP3/Caspase-1/GSDMD介导的炎症反应的调控作用。方法:选用30只SD健康雄性大鼠,随机均分为3组,分别为正常组、模型组模型组、益生菌组。CRF模型组和益生菌组连续4周饲喂0.25%的腺嘌呤饲料,CRF建模成功后,每天灌胃0.4 ml的益生菌溶液,连续灌胃2周即为益生菌组。ELISA检测尿素氮(BUN)、肌酐(Scr)、尿酸(UA)水平、肾脏组织炎症因子水平以及肠黏膜屏障相关指标;取大鼠粪便定量检测肠道菌群数量,计算双歧杆菌与肠杆菌数量的比值(B/E);RT-PCR和Western Blot分别检测肾组织中NLRP3/Caspase-1/GSDMD的mRNA水平和蛋白表达情况。结果:CRF大鼠表现为反应迟钝、毛色发黄、饮食减少等症状,益生菌可以改善此不良症状;模型组血清肾功能指标、炎症指标、二胺氧化酶(DAO)、D-乳酸、内毒素水平较正常组显著升高(P<0.05),益生菌组显著降低(P<0.05);模型组大鼠双歧杆菌和乳酸杆菌数量较正常组显著降低(P<0.05),葡萄球菌和大肠杆菌的数量显著增加(P<0.05),而益生菌组肠道菌群数量反之;模型组NLRP3、Caspase-1和GSDMD mRNA及蛋白表达均高于正常对照组(P<0.05),益生菌组降低了mRNA和蛋白的表达(P<0.05)。结论:CRF大鼠肠道菌群失调,而益生菌可以增强肠道定植抗力,缓解CRF大鼠炎症反应,其作用机制可能是通过抑制NLRP3/Caspase-1/GSDMD细胞焦亡通路实现的。

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。

大黄蛰虫丸调节IL-1β/NF-κB/NLRP3信号通路对动脉粥样硬化大鼠主动脉炎性损伤的影响

目的 探讨大黄蛰虫丸调节IL-1β/NF-κB/NLRP3信号通路对动脉粥样硬化(AS)大鼠主动脉炎性损伤的影响。方法 将40只大鼠分为正常对照组(NS)、模型组、地奥心血康干预组(阳性组)及大黄蛰虫丸干预组(大黄蛰虫丸组),每组各10只。除正常组外,余下3组小鼠均构建AS模型。应用油红染色对主动脉病理切片情况进行观察,采用EILSA法检测血清脂质水平[甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)]、血清炎症指标(IL-6、IL-1β、TNF-α水平);应用流式细胞术对外周血Th17/Treg细胞水平进行检测,并通过RT-qPCR法和Western blot分别检测IL-1β/NF-κB/NLRP3信号通路mRNA和蛋白表达水平,并计算AI指数。结果 除NC组大鼠以外,其他各组大鼠动脉组织中均出现内膜增厚、斑块沉积和不连续、大量炎症细胞浸润等现象;其中模型组动脉组织损伤现象最为显著,阳性组和大黄蛰虫丸组较模型组明显改善,动脉组织结构情况与NC组相近。模型组血清TC[(9.82±1.46)mmol/L]、TG[(9.82±1.46)mmol/L]、LDL-C[(2.93±0.22)mmol/L]、IL-6[(97.65±9.11)ng/L]、TNF-α[(93.21±11.17)ng/L]水平及外周血Th17[(3.56±0.34)%]、Treg细胞[(4.41±0.38)%]水平高于NC组[分别为(3.71±0.57)mmol/L、(6.47±0.92)mmol/L、(0.94±0.15)mmol/L、(16.52±2.76)ng/L、(5.45±0.84)ng/L、(1.83±0.16)%、(7.72±0.73)%](均P<0.05),HDL-C水平[(2.92±0.31)mmol/L]低于NC组[(0.95±0.08)mmol/L](P<0.05);与模型组相比,大黄蜇虫丸组和阳性组血清TC[分别为(3.92±0.72)mmol/L、(3.71±0.65)mmol/L]、TG[分别为(6.71±0.83)mmol/L、(6.83±0.72)mmol/L]、LDL-C[分别为(1.15±0.11)mmol/L、(1.11±0.13)mmol/L]、IL-6[分别为(19.83±2.55)ng/L、(18.51±3.72)ng/L]、TNF-α[分别为(17.08±1.72)ng/L、(15.92±1.56)ng/L]水平及外周血Th17[分别为(2.11±0.25)%、(2.06±0.22)%]、Treg细胞[分别为(7.45±0.76)%、(7.31±0.72)%]水平偏低,HDL-C偏高[分别为(2.18±0.72)mmol/L、(2.23±0.61)mmol/L],趋近于NC组(均P<0.05)。与NC组AI指数(0.35±0.08)比较,模型组、阳性组和大黄蛰虫丸组(分别为9.71±2.04、1.21±0.15、0.83±0.17)均明显升高(均P<0.05),其中阳性组和大黄蛰虫丸组AI指数低于模型组(均P<0.05)。模型组大鼠的IL-6、TNF-α水平和外周血IL-1β、NF-κB、NLRP3 mRNA和信号通路蛋白表达水平均较NC组、阳性组和大黄蛰虫组明显偏高(均P<0.05)。结论 大黄蛰虫丸对动脉粥样硬化大鼠主动脉的炎性损伤可能具有明显的改善作用,可能是通过抑制IL-1β/NF-κB/NLRP3信号通路来实现治疗效果。

从NLRP3/Caspase-1/GSDMD信号通路探讨健心颗粒对糖尿病心肌病大鼠心肌焦亡的影响

目的从NLRP3/Caspase-1/GSDMD信号通路探讨健心颗粒对糖尿病心肌病大鼠心肌焦亡的影响,明确其作用机制。方法将40只6周龄SPF级SD大鼠按随机数字表法分成空白组、模型组、西药组、中药组及西药+中药组,每组8只。空白组不予造模,其余各组采用高糖高脂喂养+腹腔注射链脲佐菌素的方法制备糖尿病心肌病模型。造模成功后空白组、模型组均给予生理盐水5 mL,西药组给予卡托普利5 mg/kg,中药组给予健心颗粒3.2 g/kg,西药+中药组予健心颗粒3.2 g/kg+卡托普利5 mg/kg,早晚各灌胃1次,共8周。心脏彩超比较5组大鼠心脏室间隔厚度(IVST)、左心室射血分数(LVEF)、左室舒张末径(LVEDD)、左室收缩末径(LVESD)情况;TUNEL法检测5组大鼠心肌细胞焦亡情况;qPCR及Western blot分别检测5组大鼠心肌组织NOD样受体热蛋白结构域3(NLRP3)、半胱氨酸蛋白酶-1(Caspase-1)、消皮素D(GSDMD)mRNA表达水平及蛋白表达量;ELISA法检测5组大鼠血清白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-18(IL-18)含量。结果与空白组比较,模型组IVST、LVEF降低,LVEDD、LVESD升高,心肌细胞焦亡增多,NLRP3、Caspase-1、GSDMD mRNA表达水平及蛋白表达量均上升,血清中的IL-1β、IL-18含量显著增多(P<0.05);与模型组比较,各给药组IVST、LVEF明显升高,LVEDD、LVESD降低,心肌细胞焦亡减少,NLRP3、Caspase-1、GSDMD mRNA表达水平及蛋白表达量均下降,血清中的IL-1β、IL-18含量减少(P<0.05);其中,西药+中药组上述指标改善最显著,而中药组与西药组组间差异无统计学意义(P>0.05)。结论健心颗粒可能通过调控NLRP3/Caspase-1/GSDMD信号通路,抑制DCM大鼠心肌细胞焦亡。

茯苓多糖通过SQLE/NLRP3/GSDMD信号通路调控肝癌细胞焦亡

目的:应用生物信息学分析技术初步探索肝细胞癌(HCC)脂代谢异常差异表达基因,并结合实验验证,探讨茯苓多糖通过角鲨烯环氧酶(SQLE)/核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)/消皮素D(GSDMD)信号通路影响细胞焦亡的分子机制。方法:(1)利用GEO、GSEA、DAVID、STRING和GEPIA数据库筛选HCC脂代谢异常差异表达基因。(2)收集HCC患者肿瘤组织(n=9)验证SQLE基因的差异表达。(3)培养人HCC细胞系HepG2,采用CCK-8法筛选茯苓多糖浓度。(4)将HepG2细胞分为对照组和茯苓多糖(800 mg/L)组,划痕实验观察细胞迁移能力,RT-qPCR检测细胞中SQLE的mRNA表达水平。(5)进一步采用构建过表达SQLE(OE-SQLE)的HepG2细胞,再用茯苓多糖处理,分为5组:对照组、过表达阴性对照(OE-NC)组、OE-SQLE组、OE-NC+茯苓多糖组和OESQLE+茯苓多糖组。RT-qPCR和Western blot检测SQLE和焦亡相关因子的mRNA及蛋白表达水平;比色法检测乳酸脱氢酶(LDH)活性;ELISA法检测白细胞介素1β(IL-1β)和IL-18释放水平;流式细胞术检测细胞坏死水平。结果:生物信息学分析筛选出差异表达基因SQLE。HCC患者肿瘤标本验证SQLE的mRNA表达水平显著升高(P<0.01)。800 mg/L茯苓多糖干预48 h对HepG2细胞活力具有显著抑制作用,且可显著降低SQLE的mRNA表达水平(P<0.01)。SQLE过表达后,焦亡相关因子的mRNA和蛋白表达水平、细胞坏死水平,以及LDH、IL-1β和IL-18释放水平均显著降低(P<0.05);茯苓多糖干预后,上述指标均显著升高(P<0.05)。结论:SQLE在HCC中异常高表达;茯苓多糖可通过SQLE激活NLRP3/GSDMD焦亡通路,从而影响HCC细胞生长。

紫草素调节HIF-1α/NLRP3信号通路对蛛网膜下腔出血大鼠神经功能损伤的影响

目的探究紫草素调节缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)/NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)信号通路对蛛网膜下腔出血(SAH)大鼠神经功能损伤的影响。方法大鼠随机分为假手术组、模型组、YC-1(HIF-1α抑制剂,5 mg/kg)组、紫草素低剂量组(4 mg/kg)、紫草素高剂量组(25 mg/kg)、紫草素高剂量(25 mg/kg)+AG1(HIF-1α激活剂,10 mg/kg)组,每组15只。采用颈内动脉刺破法制备SAH模型。采用Zea-Longa评分法评估6组大鼠神经功能;ELISA法检测血清肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)和IL-1β水平;HE染色观察大鼠海马组织形态学变化,TUNEL染色法检测海马神经元凋亡率;伊文思蓝染色检测血脑屏障通透性;商品化试剂盒检测大鼠脑组织超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(MDA)、丙二醛(CAT)水平,Western blot检测大鼠脑组织Bax、Bcl-2、HIF-1α、NLRP3蛋白表达。结果假手术组大鼠海马神经元形态结构正常;与假手术组相比,模型组大鼠海马神经元有大量水肿、结构模糊,有细胞核溶解,变型固缩,部分细胞核消失,大鼠神经功能评分、血清TNF-α、IL-6和IL-1β水平、海马神经元凋亡率、伊文思蓝渗出量、脑组织MDA水平、Bax、HIF-1α、NLRP3水平显著增加,脑组织SOD、CAT水平、Bcl-2蛋白水平显著降低(P<0.05);与模型组比较,紫草素低剂量组、紫草素高剂量组和YC-1组鼠海马神经元病理损伤显著改善,大鼠神经功能评分、血清TNF-α、IL-6和IL-1β水平、海马神经元凋亡率、伊文思蓝渗出量、脑组织MDA水平、Bax、HIF-1α、NLRP3水平显著降低,SOD、CAT水平、Bcl-2蛋白水平显著升高(P<0.05);与紫草素高剂量组比较,紫草素高剂量+AG1组大鼠海马神经元病理损伤显著加重,大鼠神经功能评分、血清TNF-α、IL-6和IL-1β水平、海马神经元凋亡率、伊文思蓝渗出量、脑组织MDA水平、Bax、HIF-1α、NLRP3水平显著增加,SOD、CAT水平、Bcl-2蛋白水平显著降低(P<0.05)。结论紫草素抑制HIF-1α/NLRP3信号通路以降低氧化应激和炎性反应,进而改善SAH大鼠神经功能损伤。