TXNIP-NLRP3炎癥小體激活在鎘暴露引起肝損傷中的作用與褪黑素拮抗效應(yīng)研究.pdf

1、背景：
　　鎘是一種廣泛存在的極具毒性的職業(yè)污染物和環(huán)境污染物，它嚴(yán)重危害著人類健康。鎘作為一種全身毒性重金屬，它的環(huán)境暴露和健康危害在中國(guó)引起了公眾的廣泛關(guān)注。肝臟是鎘暴露的主要靶器官，鎘的肝毒性機(jī)制日趨成為研究熱點(diǎn)。流行病學(xué)數(shù)據(jù)顯示鎘暴露與脂肪肝和肝纖維化等疾病密切相關(guān)。越來(lái)越多的證據(jù)表明炎癥和氧化應(yīng)激在鎘暴露引起的肝毒性中起著重要作用。研究發(fā)現(xiàn)NLRP3(NLR pyrin domain containing3)炎癥小體是一

2、個(gè)炎癥信號(hào)通路中的關(guān)鍵組成部分，它能感受病原體相關(guān)分子模式（pathogen-associated molecular patterns，PAMPs）和危險(xiǎn)信號(hào)相關(guān)分子模式（damage-associated molecular patterns，DAMPs）的入侵。NLRP3炎癥小體激活可誘導(dǎo)促炎因子如IL-1β和IL-18釋放，進(jìn)而促進(jìn)天然免疫應(yīng)答反應(yīng)。然而，尚未有文獻(xiàn)報(bào)道NLRP3炎癥小體參與鎘暴露引起的肝炎癥反應(yīng)。褪黑素(N-a

3、cetyl-5-methoxytryptamine，melatonin)是一種主要由松果體、皮膚和小腸等部位合成的吲哚胺，具有多種生物效應(yīng)，包括抗氧化，抗炎和抗凋亡等?；谘趸瘧?yīng)激和炎癥反應(yīng)在鎘暴露引起肝損傷中的重要作用，在治療鎘暴露引起的肝毒性時(shí)褪黑素可能是一種潛在藥物。然而，褪黑素是否能夠減輕鎘暴露引起的肝臟炎性損傷以及其中分子機(jī)制仍然不清楚。因此，本課題旨在研究鎘暴露引起的肝臟炎癥損傷是否是通過(guò)NLRP3炎癥小體活化，探討褪黑素能

4、否通過(guò)抑制硫氧還蛋白互作蛋白(thioredoxin-interacting protein，TXNIP)與NLRP3炎癥小體的相互作用來(lái)執(zhí)行其肝保護(hù)作用。
　　內(nèi)容：
　　(1)雄性C57BL/6小鼠隨機(jī)分為對(duì)照組和鎘暴露組。鎘處理組小鼠腹腔注射2mg/kgCdCl2生理鹽水溶液，對(duì)照組小鼠注射等體積生理鹽水。鎘暴露0、6、12和24h后立刻收集小鼠血漿樣本，通過(guò)檢測(cè)血漿中ALT/AST、LDH、IL-1β、IL-6和TN

5、F-α的分泌以及組織切片染色來(lái)反映鎘暴露引起的肝損傷和炎癥反應(yīng)。檢測(cè)NLRP3、caspase-1和IL-1β的表達(dá)，明確鎘暴露致肝組織炎癥小體激活的效應(yīng)。進(jìn)一步應(yīng)用NLRP3敲除鼠來(lái)證實(shí)NLRP3炎癥小體在鎘暴露導(dǎo)致小鼠肝臟炎性損傷中的作用。
　　(2)應(yīng)用10mg/kg褪黑素預(yù)處理小鼠3天，再給予CdCl2暴露，檢測(cè)血漿中ALT/AST和LDH活性以及肝臟組織病理形態(tài)，證實(shí)褪黑素預(yù)處理對(duì)鎘暴露引起肝臟毒性的保護(hù)作用。進(jìn)一步檢測(cè)

6、小鼠肝組織氧化應(yīng)激水平，TXNIP的表達(dá)以及NLRP3炎癥小體激活，明確TXNIP-NLRP3炎癥小體信號(hào)通路在褪黑素拮抗鎘暴露引起肝損傷中的作用。
　　結(jié)果：
　　(1)鎘暴露可升高小鼠血漿中ALT/AST和LDH活性，增加IL-1β、IL-6和TNF-α的含量以及肝組織中MPO的表達(dá)。組織病理切片分析顯示鎘暴露引起了肝細(xì)胞腫脹和壞死，肝臟輕度炎性細(xì)胞浸潤(rùn)和出血，提示鎘暴露引起了炎癥反應(yīng)和肝功能損傷。同時(shí)，鎘暴露顯著增加肝

7、組織中NLRP3、caspase-1和IL-1β的表達(dá)以及增強(qiáng)caspase-1的活性。與野生小鼠比較，敲除NLRP3的表達(dá)可顯著減輕小鼠肝功能損傷，炎性細(xì)胞浸潤(rùn)以及NLRP3炎癥小體活化，證實(shí)NLRP3炎癥小體在鎘暴露引起小鼠肝臟炎性損傷中起重要作用。
　　(2)褪黑素預(yù)處理能顯著減輕鎘暴露引起的肝功能損傷、肝細(xì)胞壞死和炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。ELISA結(jié)果顯示褪黑素預(yù)處理顯著降低鎘暴露引起血漿中IL-1β、IL-6和TNF-α的含量。同

8、時(shí)，褪黑素預(yù)處理能有效拮抗鎘暴露引起的MDA含量，SOD、CAT和GSH活性以及TXNIP的表達(dá)。進(jìn)一步結(jié)果顯示，褪黑素預(yù)處理能夠顯著拮抗鎘暴露引起的NLRP3炎癥小體活化以及TXNIP與NLRP3的相互作用，證實(shí)褪黑素通過(guò)抑制TXNIP-NLRP3信號(hào)通路來(lái)拮抗鎘暴露引起的肝損傷。
　　結(jié)論：
　　本研究提出了一個(gè)全新的鎘毒理作用機(jī)制，即鎘暴露通過(guò)激活NLRP3炎癥小體引起小鼠肝臟炎癥反應(yīng)和肝損傷。本實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明褪黑素對(duì)