基于NLRP3炎性体信号通路的20(S)-原人参三醇抗炎机制研究

As one of the essential components of innate immune system, NLRP3 inflammasome participates in inflammatory reaction through controlling the activation of caspase-1, maturation and secretion of pro-inflammatory cytokines, such as IL-1β, IL-18 and so on. Thus, the inhibition of over-activated NLRP3 in macrophages could reduce inflammation, which is an effective strategy for prevention and improvement of various inflammatory diseases. The 20(S)-protopanaxatriol(PPT) with anti-inflammatory effect belongs to protopanaxtriol-type. It is one of three aglycons and the final metabolites. PPT can inhibit the release of IL-1β via regulating the signaling pathway associated with NLRP3 inflammasome. However, the mechanism is still unclear. Therefore, to prove the anti-inflammatory mechanism of PPT, we will establish models associated with NLRP3 inflammasome to study the PPT effects in NLRP3 inflammasome related signaling pathway by using several methods including Western blot, immunofluorescence staining. This project can lay a theoretical basis for development of ginseng products and provide a new way of conquering the anti-inflammatory mechanism of traditional Chinese herbal medicine and their active components.

作为天然免疫系统的重要组分之一，NLRP3炎性体通过控制caspase-1的活化及IL-1β、IL-18等促炎因子的成熟与分泌，参与多种炎症反应。因此，抑制巨噬细胞中过度激活的NLRP3炎性体可减轻炎症反应，是防治和改善各种炎症性疾病的一个有效策略。20(S)-原人参三醇（PPT）是人参皂苷3种苷元之一，是三醇型人参皂苷的体内最终代谢产物，具有良好的抗炎作用。PPT可调控与NLRP3炎性体相关的信号通路，使IL-1β的释放受到抑制，但其调控机制尚不清楚。因此，本项目拟通过建立NLRP3炎性体相关模型，采用蛋白质印迹、细胞免疫荧光染色等技术研究PPT在NLRP3炎性体相关的信号通路中的作用，探明PPT的抗炎机制，进而评价PPT在动物炎症疾病模型中的抗炎作用。本项目可为人参相关产品的开发奠定理论基础，也为攻克其他中药材及其活性物质的抗炎机制提供新方案。

本项目的主要内容包括PPT对NLRP3炎性体各组件的影响和相关信号的变化，以及评价PPT在炎症疾病模型（急性肺损伤、痛风性关节炎、MSU诱导的腹腔炎症）中的抗炎作用。完成了体外、体内模型设计及完善工作，并利用此研究20(S)-原人参三醇的抗炎药理机制。（1）NLRP3表达减少、ASC表达减少、caspase-1表达减少，最终成熟的IL-1β释放量降低。用不同NLRP3刺激物silica和Nige刺激时可抑制NLRP3聚集、ASC低聚化、caspase-1成熟。且在巨噬细胞中，因PPT的影响ASC斑点减少。（2）在体外试验中，PPT上调syk的磷酸化。PPT通过抑制JNK的磷酸化，降低NLRP3炎性体的形成。PPT抑制HMGB1的基因表达。（3）通过体内实验，解释PPT的抗炎机制。在肺部炎症进程中，PPT通过抑制凋亡细胞释放的组氨酸，降低中性粒细胞聚集减少。并降低一氧化氮，PGE2，IL-1β等炎症相关因子。并用MSU腹腔注射诱导的小鼠炎症模型，验证PPT抑制NLRP3炎性体活性。结论:PPT特异性减弱了NLRP3炎性体的激活，从而抑制促炎因子的过度释放和炎性细胞浸润。体内模型中，PPT还改善了炎症反应，证明了其在调节NLRP3炎性体介导的炎症中的作用。此外，我们的研究为PPT与炎性体相关的抗炎机制提供了科学依据，为人参相关产品的开发奠定理论基础。