NLRP3炎性体在镍冶炼工呼吸系统肿瘤中作用及机制

Even though scientific scholars paid great attention to explore the mechanism of respiratory system tumor in nickel smelting workers in the past few years, the pathogenesis of it is unclear. Unfortunately, China has a great number of workers engaged in workplaces surrounded by nickel smelting fume, it is worth our attention. Our previous studies suggest that the prevalence of respiratory system inflammation in nickel smelting workers was high, meanwhile, the incidence of lung cancer accompanied by intractable inflammatory was also high. Thus, we suspect there is a possibility that the occurrence and development of the respiratory system tumor may be promoted by chronic inflammation triggered by nickel smelting fume. In recent years, a new research continent of respiratory cancercaused by carcinogens-inducedchronic inflammation was discovered. We plan to explore the effect of nickel smelting fume on the activation and regulation of NLRP3inflammasome in vivo and vitro.Furthermore, case-control and cohort studywas used to demonstrate therole and status of NLRP3 in the tumor occurrence of respiratory system in nickel smelting worker. Results will be analyzed according to local epidemiological information and experimental researchers. We believe it will provide a new way to prevent and remedy the respiratory tumor in nickel smelting workers in China.

镍冶炼工呼吸系统肿瘤的研究国内外学者予以极大关注，我国从事镍冶炼的工人较多，其患呼吸系统肿瘤的发病机制尚不清楚。我们课题组前期的研究提示，镍冶炼工人呼吸系统炎症患病率高，患难治性炎症的工人肺癌发病率高。据此提出，镍冶炼烟尘很可能通过引发呼吸系统慢性炎症，进而促进呼吸系统肿瘤的发生与发展。近年来探讨致癌物导致慢性炎症，促进肿瘤发生发展已成为新的热门研究领域。本研究以镍冶炼现场采集的镍冶炼烟尘为受试物，采用细胞和动物实验研究，探讨镍冶炼烟尘对NLRP3炎性体激活及相关因子调控释放作用，并通过病例对照和人群队列研究进一步揭示，NLRP3炎性体在镍冶炼工呼吸系统肿瘤中的作用和地位。根据流行病学资料和实验研究结果，分析阐述NLRP3炎性体在接镍工人呼吸系统肿瘤中的作用机制。这些研究，将为揭示镍冶炼烟尘的致癌机制奠定基础，为我国镍冶炼工呼吸系统肿瘤的防治提供新思路。

本研究对镍冶炼现场进行了职业卫生学调查与采样，阐述了镍冶炼现场存在的职业性有害因素。通过病例对照研究，分析了接触镍职业人群年龄、暴露工龄、临床表现等因素的相关性。从炎症的角度探讨镍精炼烟尘的毒性作用，采用镍精炼烟尘作为受试物，人正常肺上皮细胞（BEAS-2B）作为靶细胞，NLRP3炎性小体为突破点。确认镍精炼烟尘引起的细胞毒性效应，探讨镍精炼烟尘诱导NLRP3炎性小体激活的分子机制和调控作用，阐明其活化后引发的炎症反应与细胞损伤的关系，及致细胞毒性机制。.通过免疫荧光检测、RT-PCR和Western Blot等检测发现，随着镍精炼烟尘浓度的增加，BEAS-2B细胞中的NLRP3能够和ASC结合成NLRP3炎性小体并活化，这一过程中伴随caspase-1的mRNA升高，蛋白表达增加。利用siRNA下调NLRP3蛋白表达后，可以有效抑制镍精炼烟尘引起的NLRP3表达量和IL-1β分泌的增加，这些结果表明NLRP3炎性小体介导了镍精炼烟尘诱导BEAS-2B细胞的炎症反应。研究结果显示，镍精炼烟尘暴露可致BESA-2B细胞损伤，ROS过量生成，激活NLRP3炎性小体，导致相关炎性细胞因子释放，诱发细胞炎症反应。镍精炼烟尘通过Warburg效应引起Beas-2B细胞炎性反应，改变细胞的能量代谢方式，同时诱导炎性因子NLRP3的分泌；镍精炼尘对NIH/3T3细胞凋亡、炎性因子TNF-α和VEGF表达产生了影响。镍精炼烟尘通过氧化损伤途径上调炎性因子TNF-α和VEGF表达，诱导细胞发生了凋亡和相应的周期阻滞，低浓度的镍精炼烟尘可以诱导细胞发生转化，显示镍精炼烟尘的致癌作用。镍精炼烟尘致NIH/3T3细胞核因子-κB及相关炎性因子转录表达，随镍精炼烟尘染毒剂量和时间的增加，转录因子NF-κB的mRNA和蛋白表达水平均高于对照组。镍精炼烟尘能引起NIH/3T3细胞发生氧化应激反应，诱导细胞产生NLRP3炎性小体，分泌炎性因子，ROS是镍精炼烟尘引起细胞炎性反应的一个重要途径。研究显示，镍精炼烟尘诱导的NLRP3炎性小体活化与凋亡具有协同性。阻断或抑制NLRP3的活化可能成为镍引起的炎性疾病治疗的新靶点。本研究为镍精炼烟尘的致癌分子机制提供新方向，为保护镍精炼烟尘暴露人群的健康，提供新依据。