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炎症的核心热点:“NLRP3炎症小体”→慢性炎症疾病治疗的潜在新靶点!

 昵称69125444 2021-12-11

编者按:生命体的很多疾病无论大小,都与炎症有关,这些炎症性疾病治不好,易复发,反反复复,永远无法摆脱,比如鼻炎、关节炎、妇科炎症和慢性疼痛等疾病,时好时坏,如影随形。

急性炎症原本是机体对损伤或感染做出的一种防御性保护措施,但是长期的慢性炎症,却与许多慢性疾病息息相关,如心脏病、自身免疫性疾病、帕金森症、阿尔兹海默氏病、肌肉关节疼痛和僵硬、疲劳头疼等等。

炎症的发生与NLRP3炎症小体密切相关,NLRP3炎症小体被称为炎症反应的核心,是一组蛋白复合物,参与多种自身免疫性疾病的发生。近年来,慢性炎症疾病中NLRP3炎症小体的活化和调控机制成为研究热点和国自然资助的重点方向。

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今天带来的文献来自山东大学药学院化学生物学教育部重点实验室于2021610日发表在Endocrine-Related Cancer上题为“Microglial NLRP3 inflammasomeactivation-mediated inflammation promotes prolactinoma development”的文章,即小胶质细胞 NLRP3 炎症小体激活介导的炎症促进催乳素瘤的发展。

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图片研究概述

泌乳素瘤发病机制尚不清楚。25% 的泌乳素瘤患者在临床上对多巴胺受体激动剂的治疗没有反应。因此,揭示泌乳素瘤的发病机制和开发新的治疗方法非常重要。该研究首次报道了小胶质细胞 NLRP3 炎症小体激活介导的 IL1B 相关垂体炎症促进了催乳素瘤的发展(机制图)。 NLRP3 炎症小体作用的理解为治疗催乳素瘤提供了一个新的治疗靶点。

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分子机制图

图片研究内容

1. ES大鼠模型成功构建,下垂体体积升高

MRI检测和观察显示,雌二醇诱导的催乳素瘤大鼠垂体体积显著升高,表明催乳素瘤模型成功建立(图1AB)。

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2. 雌二醇诱导的催乳素瘤大鼠垂体的炎症状态和NLRP3炎性体增加

PET/CT检测显示,雌二醇诱导的催乳素瘤大鼠脑垂体TSPO表达显著增加,表明炎症加重(图2AB)。图2C显示四只对照组和四只模型大鼠的脑垂体 mRNA微阵列分析的热图和散点图,红点代表上调基因,绿点代表下调基因。催乳素瘤模型大鼠脑垂体的先天免疫反应基因显著上调 2D WB结果显示雌二醇诱导的催乳素瘤大鼠垂体PRL蛋白显著升高NLRP3Caspase-1 p45Caspase-1 p20ASCPro-IL1B IL1B p17 IL18d蛋白表达显著增加(图 2E F)。 ELISA结果显示PRL水平显著升高(图2G),免疫荧光显示NLRP3 蛋白过表达(图 2H)。

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3. NLRP3 IBA-1 蛋白在人泌乳素瘤标本的小胶质细胞中共同定位

免疫组织化学(IHC)检测 NLRP3 在人脑垂体和催乳素瘤组织的 25 个正常组织组中的表达结果显示 NLRP3 在人催乳素瘤组织中过表达,而在正常垂体组织中显著降低(图 3A B)。免疫荧光 (IF) 显示 NLRP3 与五个人类催乳素瘤样本中的小胶质细胞标记物 IBA-1 蛋白共存(图 3C)。与垂体腺正常组织相比,催乳素瘤微环境包括增加的IBA-1+细胞数和增加的NLRP3表达(图 3D)。

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4. NLRP3敲除抑制催乳素瘤小鼠垂体肿瘤过度生长和PRL表达和分泌

WT小鼠相比,雌二醇诱导的催乳素瘤小鼠的垂体重量/体重、垂体PRL蛋白和血清PRL水平显著增加,同时NLRP3Caspase-1 p20IL1B p17 IL18蛋白升高。此外,与雌二醇诱导的催乳素瘤小鼠相比,雌二醇诱导NLRP3-/-小鼠的垂体重量/体重、垂体PRL蛋白表达和血清PRL水平显著降低,同时 NLRP3Caspase-1 p20IL1B p17 IL18蛋白减少。NLRP3-/-小鼠相比,雌二醇诱导NLRP3-/-小鼠组的垂体重量/体重、垂体PRL蛋白表达和血清PRL水平无显著变化。(图4A-F)

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WT小鼠相比,垂体重量/体重、垂体PRL蛋白表达和血清PRL水平随着NLRP3Caspase-1 p20 IL1B p17 IL18的蛋白升高而明显升高。此外,与DRD2-/-小鼠相比,DRD2-/-NLRP3-/-小鼠的垂体重量/体重、垂体PRL蛋白和血清PRL水平显著降低,以及NLRP3Caspase-1 p20IL1B p17 IL18的蛋白减少。与NLRP3-/-小鼠相比,DRD2-/-NLRP3-/-小鼠垂体重量/体重、垂体PRL蛋白表达和血清PRL水平无显著变化(图5A-F)。

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5. NLRP3炎性体激活促进GH3细胞中PRL的表达和分泌

与未刺激的GH3细胞相比,LPS-LPSMSU-LPSATP-以及LPSNi刺激的细胞中细胞裂解物的PRL蛋白表达显著增加,同时伴随NLRP3炎症小体激活介导IL1B过表达(图6A),这与培养上清液中的PRL 蛋白水平相同(图6B)。使用不同浓度的MCC950 抑制 GH3 细胞中的 NLRP3 炎症小体结果显示LPSNi刺激细胞的培养上清液(图6C)和细胞裂解物(图6D)中MCC950抑制PRL的升高,而介导IL1B表达的NLRP3炎性体显著降低。免疫荧光显示NLRP3 蛋白与 GH3 细胞中的 IBA-1 蛋白位于同一位置。与对照细胞相比,用LPSNi处理的细胞中NLRP3蛋白和IBA-1蛋白表达显著增加,而MCC95010μM)处理可逆转这种情况(图6E)。

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6. MCC950抑制催乳素瘤鼠垂体瘤过度生长和PRL表达和分泌

与对照大鼠相比,雌二醇诱导的催乳素瘤大鼠的垂体重量/体重、垂体PRL蛋白和血清PRL水平显著升高NLRP3Caspase-1 p20IL1B p17 IL18蛋白升高。此外,与雌二醇诱导的催乳素瘤大鼠相比,施用 MCC950 (20 mg/kg) 催乳素瘤大鼠的垂体重量/体重、垂体PRL蛋白表达和血清PRL水平显著降低NLRP3Caspase-1 p20IL1B p17 IL18蛋白降低(图 7-E)。

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图片小结

    2022年的国自然申请准备工作已经开始启动了,如果您关注的临床问题与心脏病、自身免疫性疾病、疼痛、肿瘤等慢性疾病相关,在考虑研究思路的时候,不妨从慢性炎症的角度出发,而提到炎症,要记得关注“NLRP3炎性小体”的重要作用,从炎性小体的上下游出发与细胞焦亡等研究热点关联拓展新思路,小编认为也是不错的一个标书方向。

2021年度国自然医学部国自32大科研热点的中标数统计如下:

2022热点

2021年医学部总中标数

2022热点

2021年医学部总中标数

免疫调控

852

细胞焦亡

118

血管生成、重构

531

代谢重编程

118

线粒体

485

单细胞测序

105

外泌体

430

DNA甲基化

97

miRNA

413

组蛋白修饰

80

干细胞

371

内质网

76

lncRNA

371

炎性小体

76

细胞自噬

358

中性粒细胞诱捕网

67

肠道菌群

312

糖酵解

55

circRNA

287

氧化应激

46

m6A、m5C、m7G

270

类器官

46

铁死亡

257

超级增强子

25

转录调控

232

精氨酸甲基化

25

缺氧、低氧

211

相分离

21

泛素化

186

乳酸化修饰

21

乙酰化

135

迁移体

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