NLRP3调节肠炎转化肿瘤的细胞和分子机制研究

结肠炎和结肠癌是危害广泛的严重疾病，这些疾病的发生、发展与天然免疫系统的功能失调密切相关。作为天然免疫系统的重要组分之一，炎性小体控制Caspase-1的活化以及IL-1和IL-18的成熟与分泌，参与多种炎症反应。最近有研究表明NLRP3炎性小体对结肠炎的发生起着重要的保护作用，但该结论尚有争议。在小鼠结肠癌模型中，Caspase-1和NLRP3炎性小体都起着重要的保护作用，但是，炎性小体这一保护作用的机制还并不清楚。该课题准备用申请人已经制备的条件性NLRP3基因敲除小鼠证实炎性小体对结肠炎的影响，并探讨炎性小体保护结肠癌的细胞和分子机制。一方面，该研究可以直接阐明上皮细胞和免疫细胞内的NLRP3炎性小体对于结肠癌保护作用的相对贡献，另一方面，申请人准备运用定量蛋白质组学的方法，寻找上皮细胞和免疫细胞中与炎症转化恶性肿瘤相关的新分子，以期为肠炎恶性转化的控制和治疗提供新的分子靶标。

炎性肠病以反复和持续的肠道炎症反应为特点，因其发病率逐年增高和不良预后日益成为医学研究和社会关注的重要疾病。炎性肠病也是诱发结肠癌的一种高风险病情。葡聚糖磺酸钠（Dextran Sulfate Sodium Salt, DSS）诱导的小鼠结肠炎以及其结合偶氮甲烷（Aoxymethane，AOM）诱导的小鼠结肠癌模型是目前广泛应用的研究炎性肠病的动物模型，能很好地模拟人的炎性肠病特征。应用该模型，Nlrp3被发现在炎性肠病中具有重要作用，但仍然存在争议，并且具体的作用机理并不清楚。Nlrp3是一个十分重要的宿主天然免疫蛋白。它被认为是一种位于宿主细胞胞质内的重要模式识别受体，用来识别来自病原相关模式分子（pathogen associated molecular pattern, PAMP）和宿主自身发出的危险信号（danger associated molecular pattern, DAMP），响应后招募ASC和procaspase1 形成一个多分子蛋白复合物，即炎症小体（inflammasome），介导caspase-1的成熟继而将pro-IL-1beta和/或pro-IL-18切割成可分泌的成熟细胞因子介导下游免疫反应。NLRP3的突变与诸多自身炎性疾病相关。我们前期工作通过制备小鼠同源突变（nlrp3 R258W, mouse homolog of human NLRP3 R260W, a causative mutation for Muckle Wells Sydrome）发现，这类疾病是由于突变小鼠中nlrp3 炎症小体的过度激活造成的。为了阐明nlrp3在炎性肠病发生发展中的作用，我们应用该突变小鼠诱导DSS（AOM）炎性肠病模型,发现nlrp3的R258W突变在结肠炎（癌）对小鼠起到明显的保护作用。进一步的分析显示这一保护作用来自与肠上皮中突变的nlrp3，因为特异性地去除肠上皮细胞中的突变后，实验小鼠不再受到这样的保护。更为重要的是我们发现该突变所致的保护作用与小鼠肠道菌群密切相关，因为我们用不同基因型小鼠同笼饲养的方式对比单独饲养的方式发现，与野生型小鼠共饲养后突变小鼠的保护作用就明显减弱。我们的发现揭示了NLRP3在炎性肠病中新的作用机制，提示肠上皮中的NLRP3对炎性肠病有保护作用。