p120负性调节NLRP3对机械通气肺损伤线粒体功能的影响及机制

Mitochondria plays important role in maintaining the structure and function of cells although its function and mechanism in ventilator induced lung injury (VILI) is not elucidated. Our preliminary experiments suggested that mechanical stretch could active NLRP3 inflammasome and induced the dysfunction of mitochondria in MLE-12. However, p120 negatively regulated NLRP3 inflammasome. But the relation and mechanisms among p120, NLRP3 inflammasome and mitochondria were not clear. Therefore, we hypothesized that p120 negative regulated NLRP3 inflammasome through inhibiting RhoA and ROS pathway, which had a protective role on mitochondria during mechanical stretch. We used MLE-12 cells, NLRP3 knock out mice, p120 conditional knock out mice and VILI mice model. Techniques including siRNA/cDNA transfection, immunofluorescence and methods for detecting mitochondria function were applied in this research to figure out the relation between NLRP3 inflammasome and mitochondria. And then to explore p120’s protective mechanisms in VILI though regulating NLRP3 inflammasome and mitochondria, which provided new insight for the research and treatment of VILI.

线粒体提供能量以维持细胞结构完整和功能正常，机械通气肺损伤（VILI）肺上皮细胞线粒体功能是否受损及机制尚未明确。我们预实验发现：机械牵张肺上皮细胞（MLE-12)引起NLRP3炎性小体激活，线粒体破坏，而p120可负性调节炎性小体，但其机制及与线粒体的关系并未明确。故我们假设：机械通气时p120 通过抑制RhoA和ROS信号通路，负性调控NLRP3炎性小体，抑制其对线粒体的损害作用，减轻肺损伤。拟通过离体MLE-12机械牵张、在体NLRP3 基因敲除小鼠、p120条件基因敲除小鼠及VILI模型，采用siRNA、腺病毒转染、CO-IP、confocal及线粒体结构和功能测定等技术，探讨VILI过程中线粒体变化与炎性小体关系，明确p120负性调节NLRP3对线粒体和肺损伤的保护作用，从炎性小体和线粒体角度探讨VILI发生发展机制，为VILI基础研究及临床防治提供新思路、新靶点。

临床上各类肺损伤共性表现为肺水肿，肺泡膜屏障的完整性、通透性至关重要,而维持肺上皮细胞或肺血管内皮细胞结构完整和功能正常需要能量支持，已知细胞内线粒体为能量供应的主要场所。以往机械通气肺损伤（VILI）研究侧重于信号转导，炎症反应及细胞连接蛋白表达等方面，但是VILI中肺上皮细胞线粒体功能是否受损及机制尚未明确。我们预实验发现：机械牵张肺上皮细胞（MLE-12)引起NLRP3炎性小体激活，线粒体破坏，而p120可负性调节炎性小体，但其机制及与线粒体的关系并未明确。故假设:机械通气时p120通过抑制RhoA-TLR4和ROS信号通路，负性调控NLRP3炎性小体，抑制其对线粒体的损害，减轻肺损伤。拟通过离体MLE-12机械牵张、在体NLRP3基因敲除小鼠、p120条件基因敲除小鼠及VILI模型，采用siRNA转染、CO-IP、激光共聚焦拍照及线粒体结构和功能测定等技术，探讨VILI过程中线粒体变化与炎性小体关系，明确p120负性调节NLRP3对线粒体和肺损伤的保护作用，从炎性小体和线粒体角度探讨VILI发生发展机制，为VILI基础研究及临床防治提供新思路。.本课题(1)发现了机械牵张后由NEK7介导NLRP3炎性小体的激活，NLRP3在离体细胞机械牵张或在体过度通气中表达均升高，与肺损伤程度呈正相关；(2)阐明了VILI中NLRP3是NLRP3炎性小体的核心活性成分，其活化对细胞连接蛋白造成破坏，加剧肺损伤；(3)证明了抑制NLRP3能减轻机械牵张导致的线粒体损伤；(4)揭示了p120通过抑制TLR4及ROS信号通路来调节NLRP3，进而实现对线粒体的保护，减轻肺损伤；(5)拓展了线粒体和NLRP3炎性小体作为防治 VILI 重要研究靶点。 .本研究针对肺水肿发生的关键环节-肺泡膜通透性增加，炎性小体NLRP3激活，线粒体损伤进行在体和离体探讨，较以往研究更直接高效可行，为临床干预与治疗提供创新切实的思路；提出新的科学思维和干预措施：VILI中线粒体与NLRP3炎性小体相互作用，p120负性调节NLRP3以发挥对线粒体和肺损伤的保护作用，从炎性小体和线粒体角度为VILI基础研究及临床防治提供新靶点，为p120生物蛋白制品，炎性小体抑制/线粒体保护药物等转化医学开辟新途径。