NLRP3炎症小体在小鼠柯萨奇病毒性心肌炎中的作用及其与Th17细胞的相关性研究

NLRP3 inflammasome is a intra-cellular protein complex, through activating caspase-1,NLRP3 promote the maturation and secretion of IL-1β and IL-18, and then cause inflammation respose,which are associated with a spectrum of disorders. Activation of NLRP3 could induce autoimmune response primarily mediated by Th17 cells. Our preminiry research shows that Th17 cells involve in the pathogenesis of viral myocarditis （VMC）,and initial experiment showed that the expression of NLRP3 and its cytokines IL-1β and IL-18, increased in myocarditums of VMC mice,bue the role of NLRP3 inflammasome and the relationship with Th17 cells in VMC have not been reported. This project is to establish the change of NLRP3 inflammasome during the time course of VMC (murine model, induced by CVB3 peritoneal injection) and the relationship between NLRP3 inflammasome and Th17 cells. Using IL-1β receptor antibody and NLRP3 -/- mice, we aim to observe the pathological changes of myocardiums and the influence to the Th17 cells of VMC mice. What's more, this study aim to elucidate the interaction between NLRP3 inflammasome and Th17 cells. This project will further provide new clues for clarifing the pathogenesis of VMC and therapeutic targets of VMC from a new perspective of NLRP3 inflammasome.

NLRP3炎症小体是一种胞内蛋白复合体，可激活caspase-1，促进IL-1β和IL-18成熟及分泌，引发炎症反应,在多种疾病中发挥重要作用，且激活的NLRP3炎症小体可诱导以Th17细胞为主的自身免疫反应。我们的前期研究显示，Th17细胞参与了病毒性心肌炎（VMC）发病过程，预实验结果显示VMC小鼠心肌细胞NLRP3及下游细胞因子IL-1β、IL-18表达增加，但NLRP3炎症小体在VMC中的作用及其对Th17细胞的影响尚未见报道。本项目应用CVB3建立VMC小鼠模型，探讨NLRP3炎症小体在小鼠VMC中的变化及其与Th17细胞的相关性；通过IL-1β受体抗体和 NLRP3-/-小鼠，观察VMC小鼠心肌病理及Th17细胞的变化，探讨NLRP3炎症小体与Th17细胞的相互作用及机制。本项目从NLRP3炎症小体这个新角度，为探索VMC的发病机制、寻求治疗靶点提供新线索。

背景：病毒性心肌炎（VMC）主要由柯萨奇病毒B3（CVB3）诱发，是青壮年猝死的主要原因。近年研究指出，NLRP3炎症小体在某些心血管疾病的发生发展中起到重要作用，NLRP3的激活又能诱导以Th17细胞为主的自身免疫反应，而NLRP3自身及其与Th17细胞的相互影响在VMC病理发展中的作用尚未阐明。.方法：本项目以Balb/c小鼠VMC模型为基础，检测了0-6周整个病理过程中NLRP3上下游相关分子的变化规律。利用抗IL-1β抗体和NLRP3敲除的手段从间接和直接两个层面阻断NLRP3通路，探索NLRP3在VMC病理发展中的重要性。利用磁珠分离脾脏CD4+T细胞、骨髓CD11c+DC细胞，并体外培养的手段探索了NLRP3与Th17细胞之间相互作用规律。.结果：在VMC的整个病理过程中，心肌和脾脏中NLRP3自身及其相关的RORγt、Caspase-1、IL-1β、IL-18、IL-17等上下游分子的表达均在3-4周左右达到峰值，然后逐渐回落。此外，外周血中NLRP3下游产物IL-1β、IL-17及IL-18的水平，以及脾脏Th17细胞含量均表现出类似的变化规律。期间，NLRP3的表达与脾脏Th17的含量、心肌IL-17的表达均呈明显正相关，相关系数分别达到0.7895及0.6842。在抗IL-1β抗体及NLRP3敲除手段的干预下，干预组生存率明显提高，心肌炎症程度也明显减轻，心肌IL-17、脾脏Th17的含量也在干预下出现明显下降。LPS的刺激，以及ATP的激活能够使得正常来源的CD4+T细胞和CD11c+DC细胞混合培养体系中的Th17细胞比例明显升高，NLRP3、Caspase-1、IL-1β、IL-18、IL-17的mRNA水平明显升高，NLRP3及Caspase-1的蛋白表达水平也出现升高。而IL-17的使用，能够使得正常来源的CD11c+DC细胞中NLRP3、Caspase-1、IL-1β及IL-18的mRNA水平明显升高。.结论：本研究揭示了VMC病理过程中NLRP3相关分子的变化规律，基本明确NLRP3炎症小体在VMC病理进展中起到了重要作用。发现了VMC过程中NLRP3炎症小体与Th17细胞之间的紧密关联，初步发现NLRP3与Th17细胞之间正反馈样的相互调控机制。本研究以NLRP3为新的切入点，为VMC的防治提供了新的靶点和思路。