NLRP3炎症小体在肾脏疾病中的作用机制与干预策略

NOD样受体家族核苷酸结合寡聚化结构域样受体3(NLRP3)炎症小体是胞质中的一种多蛋白复合体,由NLRP3、凋亡相关的斑点样蛋白(ASC)及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1(Caspase-1)组成,可识别病原微生物感染或细胞损伤信号,启动固有免疫应答,促进炎症反应.随着对炎症小体的深入研究发现,NLRP3炎症小体活化失调与肾脏疾病密切相关.有研究显示,以BAY11-7082、MCC950为代表的小分子化合物抑制剂可通过减轻炎性反应而改善肾脏损伤.此外,一些口服中药、中药复方及中药提取物在一定程度上也能经过多种途径干预NLRP3炎症小体的活化,达到治疗肾脏疾病的目的.因此,针对肾脏疾病中NLRP3炎症小体相关的作用机制及其干预性的研究可能是今后重点发展的方向之一.     

NLRP3炎症小体抑制剂研究进展

NLRP3是一种重要的胞内模式识别受体,可以与ASC及pro-caspase-1形成炎症小体,促进IL-1β和IL-18等炎性介质的成熟和分泌,从而促进炎症反应.NLRP3炎症小体活化失调与多种人类重大疾病密切相关,如痛风、动脉粥样硬化、神经退行性疾病和2型糖尿病等.因此NLRP3炎症小体是上述疾病的潜在干预靶点,许多NLRP3炎症小体抑制剂对相关疾病表现出良好的预防或者治疗效果.本文对NLRP3炎症小体抑制剂最近的研究进展进行简要综述.     

布鲁氏菌感染诱发巨噬细胞炎症反应的初步研究

为研究NLRP3炎症小体在布鲁氏菌侵染小鼠巨噬细胞过程中活化介导的炎症反应,建立牛种布鲁氏菌2308株侵染小鼠巨噬细胞RAW264.7的模型,侵染比例100∶1(细菌∶细胞),RT-PCR技术检测细菌侵染过程中NLRP3炎症小体相关分子NLRP3和Caspase-1 m RNA的变化水平;Western blot分析NLRP3和Caspase-1在蛋白水平的变化;ELISA检测感染细胞上清中炎症因子IL-18和IL-1β的释放量。结果表明:与对照组相比布鲁氏菌感染小鼠巨噬细胞后NLRP3和Caspase-1 m RNA和蛋白表达水平显著增加(P0.05),炎性因子IL-1β和IL-18的含量也显著升高(P0.05)。结论:布鲁氏菌感染可激活NLRP3炎症小体,为进一步研究布鲁氏菌感染引发致病机制奠定理论基础。     

NLRP3、AIM2、IFI16炎症小体在慢性乙型病毒性肝炎患者PBMC中的活化水平和与HBV感染的相关性分析

目的:探讨乙肝病毒(HBV)是否激活了慢性乙型病毒性肝炎(CHB)患者外周血单个核细胞(PBMCs)内核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)、黑色素瘤缺乏因子2(AIM2)和干扰素诱导蛋白16(IFI16)炎症小体,分析HBV影响炎症小体活化的可能机制.方法:收集感染内科临床确诊CHB患者35例.同时选取健康住院医师28例为对照.以常规淋巴细胞分层液密度梯度离心法分离健康对照组和CHB患者组静脉血得到PBMCs,采用逆转录、实时荧光定量PCR检测CHB患者组和健康对照组PBMCs NLRP3、AIM2、IFI16、凋亡相关的斑点样蛋白(ASC)、半胱天冬酶1(CASP1)、IL-1β、IL-18 mRNA表达水平,ELISA法检测两组血清中IL-1β蛋白分泌水平.结果:CHB患者组和健康对照组PBMCs ASC、NLRP3、AIM2、IL-1β、IL-18 mRNA表达水平及两组血清IL-1β蛋白分泌水平无显著性差异.CHB患者组PBMCs IFI16、CASP1 mRNA表达水平显著上调,且IFI16 mRNA表达水平与患者血清HBV DNA载量显著正相关(r=0.699 8,P0.01).结论:慢性HBV感染未导致CHB患者PBMCs NLRP3、AIM2炎症小体的活化;尽管HBV DNA可能诱导了CHB患者IFI16炎症小体的高表达,但通过抑制pro-caspase-1的活化、IL-1β的表达,HBV阻断了IFI16炎症小体的活化效应.     

NLRP3炎症小体在牛种布鲁氏菌2308和RB51侵染人巨噬细胞THP-1过程中作用的初步研究

为了探索NLRP3炎症小体在布鲁氏菌侵染宿主细胞过程中的作用,以牛种布鲁氏菌强毒株2308、弱毒株RB51侵染人巨噬细胞THP-1,用实时荧光定量PCR方法探索布鲁氏菌引起宿主细胞中NLRP3炎症小体及相关细胞因子的变化情况。结果表明:在布鲁氏菌侵染THP-1细胞后0-24 h,NLRP3炎症小体在转录水平上总体呈现先下降后上升的趋势,THP-1细胞形态随着侵染时间的延长变得不规则,且出现聚集现象。强毒株2308对NLRP3炎症小体相关基因转录水平和THP-1细胞形态变化的影响均强于弱毒株RB51。这表明布鲁氏菌在感染初期有短暂抑制炎症小体的能力,这可能是布鲁氏菌逃避巨噬细胞杀灭作用的一种策略。     

雷公藤甲素通过调控NLRP3通路抑制LPS诱导的BV2小胶质细胞炎性反应

目的 基于炎症小体（NLRP3）通路探讨雷公藤甲素（Triptolide TP）抑制小胶质细胞炎性反应的机制。方法 脂多糖（LPS）刺激BV2小胶质细胞促细胞炎症损伤,建立体外模型,观察TP对LPS刺激的小胶质细胞的影响。BV2小胶质细胞分为对照组、LPS诱导的模型组(1 mg/L LPS)、TP组(1 nmol/L TP+1 mg/L LPS)。对照组不做处理,其它组药物作用24 h,镜下观察药物组细胞发生的形态变化并和对照组比较;细胞上清液用Griess法测定一氧化氮(NO)的释放量;免疫荧光染色和Western blot法检测各组细胞间炎症小体蛋白3(NLRP3)、凋亡相关斑点样蛋白（ASC）、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（caspase-1）和白细胞介素-18(IL-18)的水平差别。结果 LPS诱导BV2细胞炎性活化,形态呈阿米巴样,降低细胞活性,促进NO的释放。TP作用后降低NO水平,使NLRP3炎性小体激活受到抑制,NLRP3、ASC、caspase-1和IL-18表达水平低下。结论 TP对小胶质细胞炎性反应有抑制作用,发挥了TP的抗炎作用,抑制了NLRP3炎性小体的活化和表达...     

COPS3的稳定干涉细胞系建立及其在NLRP3炎症小体激活中的作用

COPS3(COP9 Signalosome Subunit 3)作为COP9信号复合体的第三个亚基,在多种恶性肿瘤中高表达。本实验室通过酵母双杂交系统筛选,发现COPS3与NLRP3 (NOD-like receptor family, pyrin domain containing 3)存在相互作用。目前关于COPS3与NLRP3炎症小体的相关性未见文献报道。为了研究COPS3对NLRP3炎症小体的影响,我们利用慢病毒感染系统建立了稳定干涉COPS3的THP1细胞系,首先将COPS3的不同干涉序列片段稳定整合到THP1细胞中,通过嘌呤霉素压力筛选,应用实时定量荧光PCR(Real time PCR)手段检测COPS3的干涉效果,最终确定成功建立干涉COPS3的稳定细胞株。在稳定敲低COPS3的细胞株中,我们发现NLRP3 炎症小体的激活受到明显抑制。综上提示,COPS3能够正向调节NLRP3炎症小体的激活。     

JAK2在生长激素介导的信号传导中的作用

在细胞水平上，JAK2在生长激素介导的信号传导中具重要作用。生长激素与生长激素膜蛋白受体结合，激活胞质酪氨酸激酶JAK2后，JAK2自身磷酸化。同时磷酸化生长激素膜蛋白受体，从而形成信号传导因子与转录激活因子、适配蛋白Shc等细胞信号分子高亲和位点。生长激素刺激下的JAK2也会磷酸化胰岛素受体底物，从而激活磷酯酰肌糖3激酶以及其它相关的调节新陈代谢的生物分子活性。而且JAK2还能激活适配蛋白SH2-B。这些因子和激活途径可能是生长激素作用于机体并调节机体生长代谢的基础。     

CHP与钙调神经磷酸酶的活性调节

作为惟一受Ca2 调节的蛋白磷酸酶,钙调神经磷酸酶(CN)在多种生物学过程中发挥关键性的调控作用,包括T细胞活化,记忆的形成,心肌肥大的发生,细胞周期调控等.CN的丝/苏氨酸蛋白磷酸酶活性受Ca2 /Calmodulin等诸多生物因子的共同调节,其中钙调神经磷酸酶B亚基同源蛋白(CHP)是最近研究较多的CN调节分子之一.近年来CN的研究进展主要体现在其生物学功能,相关信号传导通路及活性调节等方面.     

芒果苷通过作用于NLRP3炎症小体发挥抗抑郁和神经保护作用

研究了芒果苷对慢性不可预测性轻度应激抑郁症大鼠的治疗作用以及作用机制.大鼠随机给予不可预测性刺激,连续6周,制备抑郁症模型.实验组在第4至第6周给予芒果苷(MGF,20、40、80 mg/kg)灌胃治疗,氟西汀(Flu, 10 mg/kg)灌胃作为阳性对照.实验结束时对大鼠大脑进行生化分析、组织病理学检查以及炎症小体相关蛋白表达,检测大鼠血清中相关炎症因子蛋白的表达.实验表明MGF对慢性不可预测的轻度应激(CUMS)诱导的大鼠抑郁症行为有明显的改善作用;MGF可以抑制CUMS大鼠NLRP3、Caspase-1和ASC蛋白以及mRNA的表达水平;抑制CUMS大鼠血清中相关炎症因子的蛋白表达水平;MGF同时可以降低NLRP3炎症小体的表达水平,缓解CUMS引起的大脑病理损害,对CUMS大鼠引起的脑损伤起到保护作用.     

LysM蛋白在植物免疫中的作用

溶解素基序（LysM）是在多种蛋白质中普遍存在的结构域.植物LysM蛋白能够感知几丁质及其寡糖等分子配体，从而启动植物对病原菌的免疫反应.在水稻、拟南芥等植物免疫应答过程中，LysM蛋白作为一种重要的模式识别受体，通过不同形式的寡聚化，激活多种类受体胞质激酶及其下游的MAPK（mitogen activated protein kinase）级联反应传递信号.同时，蛋白质可逆磷酸化和蛋白质降解途径可以负调节LysM蛋白介导的防御信号转导.文章综述了植物免疫过程中LysM蛋白介导的信号转导分子机制.     

力经PSGL-1介导ERM蛋白ITAM-like序列上磷酸化位点的暴露

炎症反应阶段,P-选择素糖蛋白配体1(PSGL-1)与埃兹蛋白/根蛋白/膜突蛋白(ERM)的结合在招募脾酪氨酸激酶(Syk)并促进白细胞激活中发挥了重要作用.文中通过晶体结构分析发现,位于ERM蛋白非传统的免疫受体酪氨酸活化基序(ITAM-like)上的两个磷酸化位点(Y191和Y205)周围存在较大的空间位阻,这将阻碍其被Src家族激酶酪氨酸磷酸化继而招募Syk的过程.文中用拉伸分子动力学模拟的方法模拟力学环境下PSGL-1与根蛋白FERM结构域的相互作用,构象分析和残基溶剂可及表面积的变化都表明,经由PSGL-1传导的力学信号可以介导根蛋白ITAM-like序列上磷酸化位点Y205的暴露.文中结果揭示了一条经由PSGL-1胞内域激活Syk的力学信号通路,并且在原子层面上对PSGL-1/ERM/Syk之间的相互作用给予了阐释.     

β淀粉样蛋白来源的扩散性配体对胞外信号调节激酶活性的影响

β淀粉样蛋白来源的扩散性配体降低细胞外信号调节激酶的磷酸化水平,免疫印迹结果显示在培养的海马神经元上,给予500 nmol/L的可溶性β淀粉样蛋白寡聚体,作用不同时间均降低了胞外信号调节激酶的磷酸化水平;可溶性β淀粉样蛋白寡聚体对细胞不同部位胞外信号调节激酶磷酸化水平影响不同,并且对细胞质、细胞膜、细胞核中胞外信号调节激酶磷酸化水平的影响在时间上呈现明显的差异;β淀粉样蛋白来源的扩散性配体通过突触外N-甲基-D-天冬氨酸受体影响胞外信号调节激酶信号通路,单独激活突触外的N-甲基-D-天冬氨酸受体或给予β淀粉样蛋白来源的扩散性配体后再激活突触外的N-甲基-D-天冬氨酸受体,胞外信号调节激酶的磷酸化水平均明显降低;水迷宫实验显示,转入淀粉样前体蛋白基因的小鼠要花更多时间找到目标平台,其海马胞外信号调节激酶磷酸化水平显著降低.     

NLRP3诱导Pro-IL-1β催化与肝癌基因激活

基于Hill动力学和Michaelis-Menten方程,建立理论模型研究炎性核小体(NLRP3)诱导半胱天冬酶(Pro-caspase 1)催化与肝癌基因的激活.理论模型考虑NLRP3-Caspase 1-Pro-IL-1β通路,研究发现,NLRP3和凋亡相关蛋白(ASC)以及Pro-caspase 1激活NLRP3...     

禁食对小鼠下丘脑磷酸化蛋白质组的影响

本研究旨在通过干预小鼠进食,探讨对小鼠下丘脑中蛋白质磷酸化修饰和相关信号通路的影响,为完善蛋白磷酸化调控网络提供有价值的信息.将实验小鼠平均分为3组,分别为对照组(con)、禁食组(D2)和禁食后恢复组(DR),每组小鼠数量为3只.在48 h内,con组正常提供饲料,D2组不提供饲料,DR组前44 h不提供饲料、后4 h提供饲料.同时解剖3组小鼠并提取下丘脑组织,提取、纯化和酶解下丘脑组织的蛋白质,并采用二氧化钛富集分离技术富集磷酸化肽段,运用高通量液相色谱-质谱联用进行检测,以鉴定样品中的磷酸化蛋白质组.利用非标记定量方法筛选差异表达的磷酸化蛋白以及位点,对鉴定数据进行GO富集和KEGG通路分析,并探究磷酸化蛋白间的相互作用关系.结果显示,共鉴定到4 810个磷酸化蛋白质,对应于14 259个磷酸化位点发生了变化.采用数学统计方法分析,成功确认小鼠下丘脑中有681个磷酸化蛋白差异显著,观察到这些差异蛋白与蛋白结合、激酶行为、转运、轴突生成等分子活动和生物学过程有关,并富集到了MAPK、细胞内噬和环磷酸腺苷信号通路等11个主要的信号通路.这说明禁食会对小鼠下丘脑中多种蛋白质的磷酸化修饰...     

植物LRR类受体蛋白激酶的研究进展

简要介绍了LRR-类受体蛋白激酶(LRR-RLKs)的胞外LRR基序和胞内丝/苏氨酸激酶区的结构特点;LRR-RLKs在调节植物生长发育和防卫反应方面的生理功能及其与配体互作的2种可能机制:LRR-RLKs受体磷酸化和LRR-RLKs受体去磷酸化.讨论发现,LRR-RLKs的结构特点和多样化的基因表达方式,是其具有多种生理功能的基础;植物信号传导途径的复杂性和不同蛋白的功能互补,则可能是导致LRR-RLKs的功能和作用方式至今尚未解释清楚的重要原因.利用日趋先进的生物技术,加强对配体和下游信号分子的搜寻、鉴定和识别,将是今后LRR-RLKs研究的有效途径.     

单线态氧分子：生物学和医学

单线态氧分子(1 O2)是一个具有高度化学反应活性的内源性信号分子,可以在机体的正常细胞生理活动中产生.它与生物分子的双价键发生特定加合反应,在细胞水平主要氧化功能性和结构性蛋白质.1 O2永久性激活胆囊收缩素1型受体CCK1R,并对其他G 蛋白偶联受体具有差别性调控作用.1 O2具有与其他活性氧明显不同的细胞反应.1 O2抑制多种类型的电压门控钠通道 Nav 和钾通道 Kv ,但是激活某些类型的 TRP 通道如TRPA1和TRPV1.1 O2也特异性调控信号转导过程中的多种信号蛋白,如激活钙离子钙调素依赖性激酶 II.1 O2对细胞功能的这些特定调节,不但在肿瘤的光动力治疗中得到应用,也正在逐渐形成一门以细胞信号转导调控为基础的光控药理学学科.     

单线态氧分子:生物学和医学（英文）

单线态氧分子(1 O2)是一个具有高度化学反应活性的内源性信号分子,可以在机体的正常细胞生理活动中产生.它与生物分子的双价键发生特定加合反应,在细胞水平主要氧化功能性和结构性蛋白质.1 O2永久性激活胆囊收缩素1型受体CCK1R,并对其他G蛋白偶联受体具有差别性调控作用.1 O2具有与其他活性氧明显不同的细胞反应.1 O2抑制多种类型的电压门控钠通道Nav和钾通道Kv,但是激活某些类型的TRP通道如TRPA1和TRPV1.1 O2也特异性调控信号转导过程中的多种信号蛋白,如激活钙离子钙调素依赖性激酶II.1 O2对细胞功能的这些特定调节,不但在肿瘤的光动力治疗中得到应用,也正在逐渐形成一门以细胞信号转导调控为基础的光控药理学学科.     

急性胰腺炎患者血清外泌体在NLRP3炎症小体介导的细胞焦亡中的作用机制研究

为了探究急性胰腺炎血清外泌体对于NLRP3炎症小体介导的细胞焦亡的作用机制.首先选取2021年1月至2023年1月苏州大学附属第一医院收治的85名急性胰腺炎患者为研究对象,根据急性生理与慢性健康状况II(APACHE-II)评分分为轻症组45例和重症组40例,两组患者外周血中NLRP3表达采用蛋白质印记检验,IL-1β和IL-18浓度采用ELISA检验,表面分子CD63和TSG101的水平采用流式法检验.结果表明:与轻症组相比,重症组患者APACHE-II评分显著升高,外周血NLRP3蛋白表达、IL-1β和IL-18浓度、CD63和TSG101水平均上升,且NLRP3蛋白表达与急性胰腺炎患者的APACHE-II评分呈正相关.在细胞层面,以AR42J细胞作为对照组,取急性胰腺炎重症组患者外周血分离后的外泌体与AR42J细胞共培育作为外泌体共培育组,比较两组细胞的NLRP3、caspase-1、caspase-4、caspase-5、Cleaved-Caspase11、GSDMD-FL和GSDMD-N表达、细胞上清中IL-1β和IL-18浓度.结果表明:与对照组相比,外泌体共培育组细胞的N...     

肠道干细胞基因组不稳定致细胞坏死诱发免疫性肠炎

正细胞死亡是维持生命体稳态的重要机制.作为抵抗病原体感染的重要细胞学变化,在被感染的细胞死亡时伴随着细胞内容物的分泌与释放,能诱发局部的免疫炎症反应,同时招募免疫细胞并激活获得性免疫应答调控.然而,细胞死亡在非感染性自发性炎症发病过程中的作用机制还不是很清晰.2020年3月27日,莫玮教授课题组和韩家淮院士课题组于Nature杂志在线发表研究论文[1],报道了肠道干细胞中基因组不稳定激活Z-DNA结合蛋白1-受体相互作用蛋白3-混合谱系激酶域类蛋白(ZBP1-RIP3-MLKL)通路导致干细胞坏死,进而诱发自发性肠道炎