NLRP3炎症小体活化机制与心血管疾病相关作用的研究进展

心血管疾病是最常见的致死性疾病,严重危害人类健康。NLRP3炎症小体异常活化会导致过度炎症反应,进而促进多种疾病的病理进程。本文主要就NLRP3炎症小体的活化机制与心血管疾病相关作用的研究进展作一综述。

基于NLRP3炎症小体活化导致GES-1细胞焦亡探讨消化性溃疡“毒热”病理演变机制

消化性溃疡(peptic ulcer,PU)是在炎症反应不断地刺激下形成的消化系统疾病,其主要原因是攻击因素和保护因素之间的失衡,造成对黏膜的损害。在消化性溃疡活动期,黏膜表面分布黄白苔、充血水肿、渗出坏死、肉芽生成,同时伴有大量以中性粒细胞为主的炎症细胞浸润,“毒热”的病理机制与炎症密切相关。含NLR家族PYRIN域蛋白3(NLR family,pyrin domain containing protein,NLRP3)炎症小体是一种固有免疫细胞(包括巨噬细胞等)的多蛋白复合物,负责激活炎症反应,在PU的炎症发生过程中具有重要作用。其过程是各种病原微生物和机体内外的危险信号,被细胞膜的模式识别受体(pattern recognition receptors,PRRs)识别,激活核因子-kappa B(nuclear factor-kappa B,NF-κB),促进生成天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶-1前体(pro-Caspase-1),使NLRP3炎症小体活化,生成天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶-1(Caspase-1),诱导细胞焦亡,使得胞内炎症性物质——白介素-1β(IL-1β)、白介素-18(IL-18)、高迁移率族蛋白B1(HMGB1)等释放至胞外,自身免疫启动从而引发级联炎症反应。该研究以期为“毒热”理论提供病理基础,丰富其科学内涵,为后续研究做理论上的探讨,为防治PU提供更有效的方式。

PM2.5诱导NLRP3炎症小体活化对人主动脉内皮细胞的影响

目的 探讨PM2.5诱导人主动脉内皮细胞(HAECs)损伤的分子机制。方法 收集大气PM2.5染毒HAECs 24 h,采用MTT法检测细胞存活率,酶联免疫吸附实验检测(ELISA)白介素-1β(IL-1β)和IL-18的含量,硫代巴比妥法检测丙二醛(MDA)含量,比色法检测乳酸脱氢酶(LDH)活性,Western blot和Q-PCR法检测NLRP3、caspase-1、IL-1β、Bax和Bcl-2的表达,流式细胞术和DAPI染色检测细胞凋亡,活性氧(ROS)和线粒体ROS(mtROS)试剂盒检测ROS和mtROS水平,使用NLRP3 siRNA及ROS和mtROS特异性抑制剂(NAC和Mito-TEMPO)后,观察上述结果的变化。结果 PM2.5可引起HAECs细胞分泌IL-1β和IL-18增加,释放MDA和LDH增多,促进细胞凋亡,并呈现剂量依赖关系;PM2.5可诱导HAECs细胞caspase-1和IL-1β表达增加,还可使HAECs细胞的ROS和mtROS水平显著升高;使用NLRP3 siRNA以及ROS和mtROS的抑制剂可明显抑制上述效应。结论 PM2.5通过诱导HAECs细胞氧化应激而活化NLRP3炎症小体,进一步引起细胞炎性反应和凋亡。

柴黄清胰活血颗粒通过抑制NLRP3炎症小体活化减轻重症急性胰腺炎模型大鼠炎症损伤的机制研究

目的通过观察柴黄清胰活血颗粒对NLRP3炎症小体活化的调控作用,探讨其对重症急性胰腺炎(severe acute pancreatitis,SAP)模型大鼠胰腺组织的作用及机制。方法将64只SD大鼠随机分为假手术组、重症急性胰腺炎模型组、柴黄清胰活血颗粒组及MCC950(NLRP3抑制剂)组,各组再分为12 h和24 h两个亚组,每组8只。重症急性胰腺炎模型组、柴黄清胰活血颗粒组及MCC950组给予3.5%的牛磺胆酸钠(2 mL·kg^(-1))逆行胰胆管注射构建重症急性胰腺炎模型。MCC950组于模型制备完成后立即腹腔注射MCC950(1 mg·mL-1)。麻醉苏醒后,柴黄清胰活血颗粒组灌胃柴黄清胰活血颗粒溶液(0.35 g·mL-1),6 h一次。造模后12 h和24 h收集腹水、腹主动脉血及胰腺组织。采用全自动生化分析仪检测血清淀粉酶及脂肪酶活性;HE染色观察胰腺损伤情况;ELISA法检测血清IL-18、IL-1β的变化,IHC、qRT-PCR及Western Blot法检测NLRP3炎症小体活化相关基因及蛋白的表达。结果与重症急性胰腺炎组比较,柴黄清胰活血颗粒组及MCC950组的胰腺组织病理损伤明显减轻,病理评分明显降低(P<0.05),血清脂肪酶、淀粉酶、白细胞介素(IL)-18、IL-1β水平明显降低(P<0.05);与重症急性胰腺炎组比较,经柴黄清胰活血颗粒治疗或腹腔注射NLRP3抑制剂后,胰腺组织NLRP3、ASC、Caspase-1免疫组化阳性表达量及NLRP3、ASC、Caspase-1 mRNA表达水平和NLRP3、ASC、Pro-Caspase-1、Caspase-1蛋白表达水平明显降低(P<0.05)。结论柴黄清胰活血颗粒可通过抑制NLRP3炎症小体活化,降低胰腺组织NLRP3、ASC、Caspase-1 mRNA及蛋白的表达,降低下游炎症因子IL-18、IL-1β的释放,从而减轻重症急性胰腺炎模型大鼠胰腺炎症损伤。

甲基巴多索龙通过抑制NLRP3炎症小体活化缓解小鼠急性肝损伤

目的探究小分子化合物甲基巴多索隆(CDDO-Me)抑制NLRP3炎症小体活化并缓解急性肝损伤的作用机制。方法体外实验:CDDO-Me预处理小鼠骨髓来源巨噬细胞(BMDM)或人急性单核细胞白血病(THP-1)细胞后,利用多种NLRP3炎症小体活化剂(Nigericin、ATP、MSU、胞内LPS转染)活化NLRP3炎症小体,使用聚脱氧腺苷酸(poly A∶T)活化AIM2炎症小体,通过Western blotting和ELISA检测细胞培养上清中caspase-1和白细胞介素1β(IL-1β)的分泌水平,确定CDDO-Me对NLRP3炎症小体的抑制效果及其特异性。体内实验:将SPF级雄性C57BL/6J小鼠随机分为4组,即空白对照组(Control组)、急性肝损伤组(APAP组)、CDDO-Me低剂量治疗组(APAP+CDDO-Me20 mg/kg组)和CDDO-Me高剂量治疗组(APAP+CDDO-Me40 m/kg组),ELISA检测小鼠血清中IL-1β、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)的表达水平,HE染色观察肝组织结构变化。结果CDDO-Me可剂量依赖性的抑制多种激动剂诱导的NLRP3炎症小体活化以及胞内转染LPS诱导非经典NLRP3炎症小体的活化(P<0.05),但对NLRP3炎症小体非依赖的相关炎性因子白细胞介素6(IL-6)、TNF-α的分泌无显著影响(P>0.05)。此外,CDDO-Me对AIM2炎症小体的活化无显著影响(P>0.05)。动物实验结果表明,相较急性肝损伤组(APAP组),CDDO-Me治疗组(APAP+CDDO-Me20 mg/kg组和APAP+CDDO-Me40 mg/kg组)小鼠血清IL-1β、AST和ALT的表达水平显著降低,肝组织HE染色结果显示CDDO-Me能明显改善ALI小鼠损伤的肝组织结构,减少炎性细胞浸润,且呈剂量依赖性(P<0.05)。结论CDDO-Me能够特异性抑制NLRP3炎症小体活化并缓解APAP诱导的小鼠急性肝损伤。

2,6-二甲氧基-1,4-苯醌通过抑制NLRP3炎症小体活化缓解小鼠的感染性休克

目的 探究发酵小麦胚芽提取物主要活性成分2,6-二甲氧基-1,4-苯醌(DMQ)抑制NLRP3炎症小体活化并缓解小鼠感染性休克的作用机制。方法 细胞学水平:在BMDM细胞中,经脂多糖(LPS)预处理、DMQ干预后,利用尼日利亚菌素(Nigericin)、ATP、尿酸钠结晶(MSU)分别活化经典NLRP3炎症小体以及胞内转染LPS活化非经典NLRP3炎症小体。利用聚脱氧腺苷酸(Poly A:T)活化AIM2炎症小体。在THP-1细胞中,利用Nigericin活化经典NLRP3炎症小体,通过Western blotting和ELISA方法测定NLRP3炎症小体活化产物的表达水平。蛋白分子水平:利用免疫共沉淀探究DMQ阻断NLRP3炎症小体活化的具体机制。动物水平:将8周龄雄性C57BL/6J小鼠随机分为空白对照组、感染性休克LPS组、DMQ 20 mg/kg治疗组、DMQ 40 mg/kg治疗组,6只/组,待DMQ治疗组小鼠预注射相应浓度DMQ后,对照组小鼠注射无菌PBS,其余3组小鼠腹腔注射相同剂量LPS,利用ELISA检测DMQ干预对LPS诱导的小鼠感染性休克模型中血清和腹腔灌洗液中TNF-α和IL-1β分泌水平的影响。DMQ预处理后注射LPS观察记录小鼠36 h内的生存状态并绘制生存曲线。结果 DMQ可有效抑制小鼠BMDM细胞和人THP-1细胞中经典NLRP3炎症小体活化(P<0.05),在小鼠BMDM细胞中对非经典NLRP3炎症小体活化也起到有效抑制作用(P<0.05),DMQ对AIM2炎症小体活化无影响(P>0.05)。进一步实验结果揭示DMQ可阻断ASC和NLRP3之间的相互作用。DMQ治疗组可显著降低小鼠血清和腹腔液中IL-1β的分泌水平(P<0.05)并延长小鼠生存时间(P<0.05)。结论 发酵小麦胚芽提取物主要活性成分DMQ通过阻断ASC和NLRP3之间的相互作用有效抑制NLRP3炎症小体活化并缓解LPS诱导的小鼠感染性休克。

片仔癀对酒精诱导的急性肝损伤小鼠自噬和NLRP3炎症小体活化的影响

目的研究片仔癀(PTH)对酒精诱导小鼠急性肝损伤的保护作用及可能机制。方法将C57BL/6小鼠随机分为空白组、酒精组、PTH低(75 mg·kg^(-1))、中(150 mg·kg^(-1))、高(300 mg·kg^(-1))剂量组,连续灌胃给药3 d(2次/天)。除空白组外,其余各组小鼠于末次给药2 h后灌胃酒精(0.12 mg/10 g)进行造模;24 h后各组小鼠摘眼球取血以测定ALT、AST和TG水平;并取肝组织进行HE检查;qRT-PCR检测肝组织中IL-6、IL^(-1)β和TNF-αmRNA表达水平;Western blot检测NLRP3、Caspase-1 p20、IL^(-1)8、Beclin1、LC3蛋白表达水平。结果与模型组相比,PTH可明显减轻酒精诱导的小鼠急性肝损伤病理情况,降低血清中ALT、AST和TG的含量(P<0.05或P<0.01);PTH可明显降低酒精诱导的急性肝损伤小鼠肝组织中IL-6、IL^(-1)β和TNF-αmRNA的表达水平(P<0.05或P<0.01);PTH可明显上调酒精诱导急性肝损伤小鼠肝组织中LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值以及Beclin1的蛋白表达水平(P<0.05或P<0.01),下调NLRP3、Caspase-1 p20、IL^(-1)8蛋白表达水平(P<0.05或P<0.01)。结论片仔癀可能通过调控自噬和NLRP3炎症小体活化而减少炎症介质释放,进而改善酒精诱导的小鼠急性肝损伤。

硫化氢抑制NLRP3炎症小体活化和炎症反应改善APP/PS1小鼠认知功能

目的观察硫化氢(hydrogen sulfide,H_(2)S)对β-淀粉样前体蛋白/早老素1(amyloid precursor protein/presenilin1,APP/PS1)阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)模型小鼠认知功能的影响,并探讨其可能的机制。方法选取24只8月龄雄性APP/PS1双转基因小鼠,随机分为APP/PS1组(腹腔注射生理盐水)和APP/PS1+NaHS(H_(2)S供体)组(腹腔注射NaHS溶液);将24只8月龄雄性C57BL/6J小鼠随机分为WT组(腹腔注射生理盐水)和WT+NaHS组(腹腔注射NaHS溶液)。采用Morris水迷宫实验检测小鼠空间学习记忆能力,尼氏染色观察神经元形态学变化,免疫荧光染色检测NOD样受体3(nod-like receptor protein3,NLRP3)分布及表达情况,ELISA法检测肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)和白细胞介素-6(IL-6)的含量,Western blot检测神经元特异性核蛋白(neuron-specific nuclear protein,NeuN)和突触素(synaptophysin,SYP)蛋白表达。结果与WT组相比较,APP/PS1组小鼠逃避潜伏期延长,平台穿越次数明显减少(P<0.05);NLRP3表达显著增加(P<0.05),TNF-α、IL-1β和IL-6含量明显升高(P<0.05);尼氏体密度、NeuN和SYP蛋白表达水平降低(P<0.05)。与APP/PS1组比较,APP/PS1+NaHS组小鼠逃避潜伏期缩短,平台穿越次数增加(P<0.05);NLRP3及促炎因子TNF-α、IL-1β和IL-6含量显著降低(P<0.05);尼氏体密度、NeuN和SYP表达水平明显升高(P<0.05)。结论H_(2)S能够改善APP/PS1小鼠认知功能,其作用机制可能与抑制NLRP3炎症小体激活,抑制神经炎症反应,减轻神经元损伤有关。

桑黄酮抑制NLRP3炎症小体活化并缓解感染性休克的作用研究

目的:探究桑枝提取物桑黄酮对NLRP3炎症小体活化的影响,为相关炎性疾病的治疗提供新思路。方法:在细胞水平上,使用Western blotting和ELISA方法,检测小鼠骨髓来源的巨噬细胞(BMDM)和人THP-1细胞在尼日利亚菌素、单钠尿酸盐和腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)3种刺激剂诱导下的半胱氨酸蛋白酶-1(Caspase-1)和白细胞介素(IL)-1β表达水平。在动物实验中,构建脂多糖(LPS)诱导的感染性休克模型,将实验小鼠分为安慰剂组、感染性休克组和桑黄酮干预组,利用ELISA检测小鼠腹腔灌洗液及血清中IL-1β和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平。结果:在BMDM和THP-1细胞中,桑黄酮可以抑制尼日利亚菌素、单钠尿酸盐和ATP这3种炎症小体激动剂诱导的Caspase-1和IL-1β的加工和成熟(P<0.01),而对非炎症小体相关的细胞因子TNF-α的分泌无影响(P>0.05)。在动物实验中,发现桑黄酮可以缓解LPS诱导的小鼠感染性休克(P<0.01),明显抑制LPS诱导的小鼠血清及腹腔液中IL-1β的表达(P<0.01),延长LPS造模后小鼠的存活时间(P<0.01)。结论:桑黄酮作为一种中草药活性成分提取物,可以在体外和体内抑制NLRP3炎症小体的活化,为NLRP3相关疾病的治疗提供了实验依据。

酸化脂肪酸酯通过抑制NLRP3炎症小体活化减少脓毒症致死

目的:脓毒症是一种宿主对感染的反应失调,具有病死率高的特点,目前的治疗方法难以达到满意的疗效。研究表明臭氧治疗因其具有加强抗感染和免疫调节的作用,在多种感染及炎症相关疾病中起治疗作用。臭氧油是重要的臭氧治疗方式,其中关键成分为酸化脂肪酸酯。而酸化脂肪酸酯在脓毒症中的作用并不明确。本研究旨在探索酸化脂肪酸酯在脓毒症小鼠模型中的作用及其分子机制。方法:利用脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)腹腔注射及盲肠结扎穿孔术(cecal ligation and puncture,CLP)构建小鼠脓毒症模型,取小鼠血清检测炎症因子,采集肺组织进行苏木精和伊红(hematoxylin and eosin,HE)染色,评估不同时间点及不同剂量酸化脂肪酸酯对脓毒症炎症因子释放及相关肺损伤的影响。在构建脓毒症模型后观察96 h,分析小鼠存活率。此外,用酸化脂肪酸酯处理原代腹腔巨噬细胞、人急性单核细胞白血病细胞系THP-1,采用酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)测定炎症因子水平,蛋白质印迹法检测半胱氨酸蛋白酶-1(caspase-1)和下游消皮素D(gasdermin-D,GSDMD)蛋白的裂解。结果:不同时间和剂量的酸化脂肪酸酯处理均可减少脓毒症小鼠炎症小体相关细胞因子白细胞介素(interleukin,IL)-1β和IL-18的释放(均P<0.05),但对细胞因子IL-6和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)的释放无显著影响(均P>0.05)。酸化脂肪酸酯可显著提高脓毒症小鼠存活率,减轻脓毒症小鼠肺损伤(均P<0.05)。酸化脂肪酸酯可抑制经典及非经典途径诱导的NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NOD-like receptor family pyrin domain containing 3,NLRP3)炎症小体活化(均P<0.05),但不影响黑色素瘤缺乏因子2(absent in melanoma 2,AIM2)和含NLR家族CARD结构域4(NLR family CARD domain-containing protein 4,NLRC4)炎症小体的活化(均P>0.05)。酸化脂肪酸酯可抑制caspase-1和下游GSDMD的裂解。结论:酸化脂肪酸酯通过减少炎症因子释放及脓毒症相关器官损伤进而在脓毒症中起到保护作用,其机制为酸化脂肪酸酯抑制NLRP3炎症小体的活化,提示酸化脂肪酸酯可作为一种治疗脓毒症潜在的候选药物。

川藏香茶菜丙素抑制NLRP3炎症小体活化并缓解小鼠脓毒性休克

目的探究中草药提取物川藏香茶菜丙素(Iso C)对NLRP3炎症小体活化的影响以及对脂多糖(LPS)诱导的小鼠脓毒性休克是否具有缓解作用。方法体外实验:利用LPS预刺激小鼠骨髓来源巨噬细胞(BMDM)以及人急性单核细胞白血病(THP-1)细胞系。通过加入多种NLRP3炎症小体激动剂活化经典NLRP3炎症小体。利用胞内转染LPS活化非经典NLRP3炎症小体。利用转染聚脱氧腺苷酸(poly A:T)活化AIM2炎症小体。通过蛋白质印迹法(Western blot)检测NLRP3炎症小体活化产物caspase-1的剪切,酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测上清中NLRP3依赖与非依赖的多种促炎细胞因子分泌情况。利用电感耦合等离子体发射光谱仪检测细胞内钾离子含量。体内实验:挑选SPF级C57BL/6J小鼠随机分为空白对照组(Control组),脓毒性休克组(LPS组),Iso C治疗组(LPS+Iso C组)。ELISA分析小鼠血清和腹腔灌洗液中促炎细胞因子白细胞介素1β(1L-1β)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素6(IL-6)的分泌情况,并观察注射LPS后小鼠48 h内生存时间,绘制小鼠生存曲线。结果体外实验表明,在BMDM细胞中Iso C以剂量依赖的方式抑制多种激动剂引起的经典NLRP3炎症小体活化以及胞内转染LPS诱导非经典NLRP3炎症小体的活化(P<0.05),Iso C对NLRP3炎症小体非依赖的促炎细胞因子TNF-α和IL-6的分泌无显著影响(P>0.05)。Iso C对AIM2炎症小体的活化无显著影响(P>0.05)。Iso C不影响NLRP3炎症小体活化上游信号钾离子外流(P>0.05)。在人THP-1细胞中Iso C抑制NLRP3炎症小体活化(P<0.05)。体内实验结果表明,与脓毒性休克组相比,Iso C治疗组小鼠血清和腹腔灌洗液中IL-1β的水平显著下降(P<0.05)且生存时间更长(P<0.05)。结论中草药来源的Iso C可以特异性抑制NLRP3炎症小体的活化从而缓解小鼠脓毒性休克,是潜在的治疗炎症性疾病的小分子化合物。

α-微管蛋白乙酰化调控NLRP3炎症小体活化的研究进展

NLRP3炎症小体在固有免疫系统中发挥重要作用,介导caspase-1激活并促进炎症因子IL-1β分泌应答机体的病原微生物感染和细胞损伤,但异常活化的NLRP3炎症小体也会导致多种炎症性疾病的发生。NLRP3炎症小体的激活涉及多种细胞内分子和信号通路,导致细胞内离子流动变化、线粒体功能紊乱和溶酶体损伤等一系列事件发生,然而NLRP3炎症小体组装的详细调控机制尚不清楚。本综述着重介绍α-微管蛋白的乙酰化介导线粒体通过动力蛋白转运到内质网附近,从而促进线粒体上的ASC与内质网上的NLRP3接触,诱导NLRP3炎症小体组装。

糖尿病大鼠心肌缺血再灌注细胞炎性坏死机制与NLRP3炎症小体活化的研究

目的探究糖尿病大鼠心肌缺血再灌注细胞炎性坏死机制与NLRP3炎症小体活化的相关性。方法制作糖尿病大鼠模型,将30只大鼠分为糖尿病观察组、对照组,观察组15只大鼠置于高脂饲料饲养,对照组15只大鼠置于普通饲料饲养。喂养3个月后处死大鼠后分别在12 h、24 h、36 h、48 h取组织细胞后对各组结果进行统计分析。结果 12 h、24 h、36 h后观察组大鼠组织细胞的caspase-3水平、caspase-1、NLRP3及NF-κB较对照组表达略有上升,差异无统计学意义(P>0.05),48 h后观察组大鼠组织细胞的caspase-3水平、 caspase-1、NLRP3及NF-κB较对照组表达显著上升(P<0.05);通过对ASC检测,凋亡因子也较正常对照组明显上升(P<0.05);观察组血糖、肌酐、24 h尿蛋白均较对照组升高(P<0.05);与对照组比较,观察组血清CK-MB和LDH活性升高、心肌梗死面积百分比pro-caspase-1、IL-1β表达上调(P<0.05)。结论糖尿病大鼠心肌缺血再灌注细胞炎性坏死机制与NLRP3炎症小体活化有关。

白藜芦醇抑制脊髓损伤兔的NLRP3炎症小体活化

目的:研究白藜芦醇抑制NLRP3炎症小体活化保护兔脊髓损伤的机制。方法:将50只雄性日本大耳兔随机分成5组:空白对照组(CON组)、脊髓损伤模型组(SCI组)、白藜芦醇低剂量组(RSV(L)组)、白藜芦醇高剂量组(RSV(H)组),甲基强的松龙组(MP组),每组10只。除CON组外的其他4组均制备脊髓损伤模型。每日静脉给药,CON组和SCI组给予等量生理盐水,连续14 d。Tarlov法进行兔神经行为学评分,发色底物法测定脊髓组织MDA含量及SOD和GSH-Px活力,Western blot测定脊髓神经组织NLRP3、Caspase1 p20,IL-1β,Sirt1,NF-κB p65的蛋白表达,HE染色观察脊髓组织病理变化。结果:白藜芦醇增加脊髓损伤兔行为学评分,促进损伤组织的修复,降低脊髓组织MDA含量,增加SOD和GSH-Px活力,下调脊髓组织NF-κB p65的表达,上调Sirt1的表达,抑制炎症小体NLRP3的表达(脊髓组织NLRP3、Caspase1 p20、IL-1β的表达均降低)。结论:白藜芦醇可促进脊髓损伤兔恢复,其作用机制可能通过激活Sirt1、调节NF-κB通路和体内抗氧化水平,进一步抑制NLRP3炎症小体的活化来发挥作用。

右美托咪定通过抑制NLRP3炎症小体活化减轻脓毒症大鼠急性肾损伤

目的:探讨右美托咪定(dexmedetomidine,DEX)对盲肠结扎穿孔(cecal ligation perforation,CLP)诱导的大鼠脓毒症急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)的保护作用及其机制。方法:将60只雄性SD大鼠随机分为4组:假手术(Sham)组、Sham+DEX组、CLP组和CLP+DEX组,每组各15只。CLP法制备大鼠脓毒症AKI模型,各组分别于术后6、12和24 h处死5只大鼠收集血清和肾脏组织。生化分析仪检测血清肌酐(serum creatinine,SCr)和血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)水平;ELISA法检测血清中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin,NGAL)和肾损伤分子1(kidney injury molecule-1,Kim-1)的水平;HE染色观察大鼠肾组织病理改变;透射电镜下观察肾组织超微结构改变;免疫组化、Western blot和RT-qPCR检测肾组织NOD样受体蛋白3(NOD-like receptor protein 3,NLRP3)、caspase-1、白细胞介素1β(interleukin-1β,IL-1β)和IL-18的表达。结果:与Sham组相比,CLP组大鼠可见肾小管损伤的病理改变,且随着术后时间延长,肾小管损伤呈加重趋势,肾小管损伤评分、血清SCr、BUN、NGAL和Kim-1水平及肾组织中NLRP3、caspase-1、IL-1β和IL-18的表达均显著升高(P<0.01)。与CLP组相比,CLP+DEX组大鼠肾小管病理损伤程度减轻,血清SCr、BUN、NGAL和Kim-1水平及肾组织中NLRP3、caspase-1、IL-1β和IL-18的表达均显著下降(P<0.01)。结论:DEX通过抑制NLRP3炎症小体活化,从而减轻大鼠脓毒症急性肾损伤。

重组干扰素γ对变应性鼻炎大鼠鼻黏膜中NLRP3炎症小体活化的影响

目的 探讨重组干扰素γ(IFN-γ)对变应性鼻炎(AR)大鼠鼻黏膜中NLRP3炎症小体活化的影响。方法 8周龄雄性SD大鼠30只,随机分为对照组、AR组和IFN-γ组,每组10只。卵清蛋白(OVA)法制备大鼠AR模型,AR组和IFN-γ组大鼠从激发第1天开始,在给予OVA激发前30 min,分别用PBS和IFN-γ滴鼻,50 μl/侧,1次/d。连续激发20 d,末次激发后30 min内,对大鼠行为学评分;各组大鼠于评价结束后,RT-PCR检测大鼠鼻黏膜中NLRP3、ASC和Caspase-1 mRNA表达,Western blot检测大鼠鼻黏膜中NLRP3、ASC、pro-Caspase-1和Caspase-1 P20蛋白表达,ELISA法检测大鼠双侧鼻腔灌洗液中IL-1β、IL-6和IL-8水平及血清中OVA-sIgE浓度。结果 成功构建了AR大鼠模型。与AR组比较,重组IFN-γ滴鼻可降低AR大鼠行为学评分( P <0.01);AR组大鼠鼻黏膜中NLRP3、ASC和Caspase-1 mRNA相对表达量均高于对照组( P <0.05),NLRP3、ASC和Caspase-1 P20蛋白相对表达量均高于对照组,而pro-Caspase-1蛋白相对表达量低于对照组( P <0.05);重组IFN-γ滴鼻大鼠鼻黏膜中NLRP3、ASC和Caspase-1 mRNA表达量均明显低于AR组( P <0.05),NLRP3、ASC、Caspase-1和Caspase-1 P20蛋白相对表达量均低于AR组,而Pro-Caspase-1蛋白相对表达量高于AR组( P <0.05);AR组大鼠双侧鼻腔灌洗液中IL-1β、IL-6和IL-8水平及血清中OVA-sIgE浓度均高于对照组( P <0.05),重组IFN-γ滴鼻大鼠双侧鼻腔灌洗液中IL-1β、IL-6和IL-8水平及血清中OVA-sIgE浓度均明显低于AR组( P <0.05)。结论 重组IFN-γ滴鼻可影响NLRP3炎症小体介导的炎症反应,从而减轻AR大鼠变应性鼻炎症状。

缺血性脑卒中NLRP3炎症小体活化介导M1小胶质细胞焦亡机制的研究进展

缺血性脑卒中拯救缺血半暗带已经是国际上公认的治疗目标,而与此同时在炎症过程中,也存在一个类似缺血半暗带的“炎症半暗带”,这是因为炎性细胞活化,尤其是M1小胶质细胞活化主要存在于梗死周边区域,决定了脑梗死周边区域炎症反应和进一步损伤程度。Nod样受体蛋白-3(Nod-like receptor pyrin domain 3,NLRP3)炎症小体诱导的炎症反应与AD、PD等神经系统变性疾病方面十分密切,其在缺血性脑卒中扮演的炎症损伤角色也日益引起重视。NLRP3炎症小体进一步加剧缺血半暗带区域炎症细胞过度反应,诱导M1小胶质细胞焦亡,导致下游炎性因子Caspase-1、IL-1β、IL-18和GSDMD等生成和释放,从而加重炎症反应的机制和作用;因此本文就缺血性脑卒中NLRP3炎症小体活化介导M1小胶质细胞焦亡机制进行阐述。

星形胶质细胞Drd2受体通过β-arrestin2抑制NLRP3炎症小体活化

帕金森病(PD)的主要病理特征为黑质致密部多巴胺(DA)能神经元进行性丢失,并伴有α-突触核蛋白(α-syn)沉积和神经炎症。前期研究发现,星形胶质细胞多巴胺D_2受体(D_2R)具有抑制神经炎症作用,近年来又发现D_2R可以通过激活接头蛋白β-arrestin2(arrb2)相关而非cAMP依赖的非经典通路调控细胞功能。因此,揭示D_2R对α-syn诱导的神经炎症的影响及其arrb2在星形胶质细胞D_2R抗炎效应中的作用具有重要的科学意义。应用Drd2敲除(Drd2^(-/-))、arrb2敲除(arrb2b2^(-/-))和突变型α-syn转基因(A53Ttg/tg)小鼠的研究发现,不同D_2R激动剂(quinpirole,quinelorane,bromocriptine)均可浓度依赖性地抑制LPS+ATP,LPS+MSU和LPS+Nigericin等方式诱导的星形胶质细胞NLRP3炎症小体的激活,但对α-syn诱导的炎症则无效。进一步研究发现,D_2R激动剂促进arrb2与NLRP3分子直接结合,减少ASC与NLRP3的结合,进而抑制NLRP3炎症小体激活;arrb2敲除则取消了D_2R激动剂抑制NLRP3炎症小体活化和保护DA神经元的作用。研究表明,α-Syn通过干扰星形胶质细胞arrb2与炎性分子的相互作用,从而取消了D_2R激动剂的抑炎效应。上述结果从全新的角度阐明了α-syn干扰β-arrestin 2分子的抑炎功能、阻断D_2R激动剂的作用通路,为诠释晚期PD患者应用D_2R激动剂无效提供了直接的理论依据。此外,本研究揭示了选择性激活arrb2偏爱的信号转导在PD抗炎治疗和神经保护中的重要意义,为PD临床治疗学的突破提供了新的思路。

高尿酸血症诱导NLRP3炎症小体活化GSDMD对血管内皮细胞的影响

目的分析高尿酸血症是否通过诱导亮氨酸富集的核苷酸结合寡聚结构域3蛋白(NLRP3)炎症小体活化蛋白质-gasdermin D(GSDMD)导致内皮细胞焦亡,观察尿酸对血管内皮细胞的作用机制。方法选择ATCC细胞库的120份人脐静脉内皮细胞(HUVEC),制备HUVEC培养基、内皮细胞(ECM)培养基,培养HUVEC细胞,按随机数表法将培养成功的120份HUVEC细胞分为3组,分别为HUVEC+ECM+500μmol/L浓度尿酸,HUVEC+ECM+1000μmol/L浓度尿酸,HUVEC+ECM+1500μmol/L浓度尿酸。分别将各浓度尿酸置于5%CO295%空气细胞培养箱内分别培养24 h、48 h、72 h。计算不同浓度内皮细胞活力下降率;采用Western blot与免疫荧光测定细胞caspase-3、caspase-4、NLRP3及GSDMD表达。结果在处理12 h的实验模型内,仅有1500μmol/L浓度的尿酸能够明显降低HUVECS的细胞活力,细胞活力下降率为50.00%;在处理24 h的实验模型内,各组细胞活力下降率分别为25.00%、65.00%、80.00%,随着尿酸浓度增加,HUVECS细胞的细胞活力随之下降,各浓度比较(P<0.05);随着尿酸浓度的升高,内皮细胞caspase-3、caspase-4、NLRP3及GSDMD表达逐渐上升(P<0.05)。结论高尿酸血症可引起内皮细胞NLRP3炎症小体激活,诱发细胞炎症反应,通过介导细胞中GSDMD活性,从而引起内皮细胞焦亡的发生。

平喘汤对哮喘小鼠模型NLRP3炎症小体活化的影响

目的:探究平喘汤对小鼠支气管气道炎性反应的抑制作用,及其作用机制是否与NLRP3炎症小体活化的调控相关。方法:将6~8周龄C57BL/6雄性小鼠38只随机分为空白对照组、哮喘模型组、低剂量平喘汤组(15 g/kg)、中等剂量平喘汤组(30 g/kg)、高剂量平喘汤组(60 g/kg)及阳性药物(地塞米松)对照组。采用腹腔注射及滴鼻吸入卵蛋白致敏法制备小鼠支气管哮喘模型。除阳性对照组予地塞米松腹腔给药外,余各组均予对应药物灌胃,连续4周。末次给药后,观察小鼠一般情况,行为学评分(打喷嚏、抓鼻次数,呼吸急促程度),小鼠肺泡灌洗液中细胞总数、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、淋巴细胞及巨噬细胞计数,肺泡灌洗液炎性反应因子IL-1β、IL-6、TNF-α及MCP-1表达,肺组织NLRP3炎症小体及其下游靶向炎性反应因子IL-1β及IL-18表达情况。结果:平喘汤可有效减少哮喘小鼠行为学评分,降低肺泡灌洗液细胞总数、中性粒细胞、嗜酸性细胞、淋巴细胞及巨噬细胞计数,下调肺泡灌洗液炎性反应因子IL-1β、IL-6、TNF-α及MCP-1表达,抑制肺组织NLRP3炎症小体、IL-1β及IL-18 mRNA和蛋白表达情况。结论:平喘汤可通过抑制NLRP3炎症小体活化介导的气道炎性反应进而减轻哮喘呼吸道症状。