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引起了公眾的廣泛關注。肝臟是鎘暴露的主要靶器官，鎘的肝毒性機制日趨成為研究熱點。流行病學數(shù)據(jù)顯示鎘暴露與脂肪肝和肝纖維化等疾病密切相關。越來越多的證據(jù)表明炎癥和氧化應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、個炎癥信號通路中的關鍵組成部分，它能感受病原體相關分子模式（pathogen-associated molecular patterns，PAMPs）和危險信號相關分子模式（damage-associated molecular patterns，DAMPs）的入侵。NLRP3炎癥小體激活可誘導促炎因子如IL-1β和IL-18釋放，進而促進天然免疫應答反應。然而，尚未有文獻報道NLRP3炎癥小體參與鎘暴露引起的肝炎癥反應。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，包括抗氧化，抗炎和抗凋亡等?；谘趸瘧ず脱装Y反應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NLRP3炎癥小體活化，探討褪黑素能

4、否通過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執(zhí)行其肝保護作用。
　　內(nèi)容：
　　(1)雄性C57BL/6小鼠隨機分為對照組和鎘暴露組。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，通過檢測血漿中ALT/AST、LDH、IL-1β、IL-6和TN

5、F-α的分泌以及組織切片染色來反映鎘暴露引起的肝損傷和炎癥反應。檢測NLRP3、caspase-1和IL-1β的表達，明確鎘暴露致肝組織炎癥小體激活的效應。進一步應用NLRP3敲除鼠來證實NLRP3炎癥小體在鎘暴露導致小鼠肝臟炎性損傷中的作用。
　　(2)應用10mg/kg褪黑素預處理小鼠3天，再給予CdCl2暴露，檢測血漿中ALT/AST和LDH活性以及肝臟組織病理形態(tài)，證實褪黑素預處理對鎘暴露引起肝臟毒性的保護作用。進一步檢測

6、小鼠肝組織氧化應激水平，TXNIP的表達以及NLRP3炎癥小體激活，明確TXNIP-NLRP3炎癥小體信號通路在褪黑素拮抗鎘暴露引起肝損傷中的作用。
　　結果：
　　(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。組織病理切片分析顯示鎘暴露引起了肝細胞腫脹和壞死，肝臟輕度炎性細胞浸潤和出血，提示鎘暴露引起了炎癥反應和肝功能損傷。同時，鎘暴露顯著增加肝

7、組織中NLRP3、caspase-1和IL-1β的表達以及增強caspase-1的活性。與野生小鼠比較，敲除NLRP3的表達可顯著減輕小鼠肝功能損傷，炎性細胞浸潤以及NLRP3炎癥小體活化，證實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)褪黑素預處理能顯著減輕鎘暴露引起的肝功能損傷、肝細胞壞死和炎性細胞浸潤。ELISA結果顯示褪黑素預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，褪黑素預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。進一步結果顯示，褪黑素預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，證實褪黑素通過抑制TXNIP-NLRP3信號通路來拮抗鎘暴露引起的肝損傷。
　　結論：
　　本研究提出了一個全新的鎘毒理作用機制，即鎘暴露通過激活NLRP3炎癥小體引起小鼠肝臟炎癥反應和肝損傷。本實驗進一步證明褪黑素對