肝星状细胞NLRP3/caspase-1信号通路持续活化在慢性和传播阻断后血吸虫病致病中的作用机制

The main clinical manifestation of chronic schistosomiasis japonica and/or post-transmission schistosomiasis is progressive hepatic fibrosis. Although hepatic stellate cells have been proved to play a key role in the pathogenisis of hepatic fibrosis,the detail mechanism relate to resulting factors and cellular signal pathways to keep sustained activation of them,is not well known. As a result,there are few available treatments for the patients with schistosomiasis hepatic fibrosis. Based on integrating current understandings that inflammasome can be assembled in hepatic stellate cells and that activated inflammasomes mediate or orchestra fibrogenic processes, we hypothesize that some schistosoma-origined molecules and the infection-induced reactive oxygen species may activate hepatic stellate cells through NLRP3/caspase-1 pathway, and then releasing matured IL-1β,the pro-inflammatory cytokine, to start liver fibrogenesis. Consequently, the sustained activation of NLRP3 inflammasome in hepatic stellate cells causes progressive liver fibrosis. So,in this study,we design to confirm that there exists activation of NLRP3/caspase-1 pathway in the hepatic stellate cells of mice in infection with Schistosoma japonicum, to reveal the relationship between NLRP3/caspase-1 pathway and the inflammation-causing elements involved and finally to demonstrate the inflammasome-mediated mechanism in hepatic fibrosis of schistosomiasis.

慢性血吸虫病及传播阻断后血吸虫病以肝纤维化为主要致病基础，肝星状细胞活化起关键作用，但肝星状细胞持续活化的诱导因子、细胞信号通路等详细机制，尚未明了，临床缺乏抗血吸虫病肝纤维化的有效手段，使之成为制约防治工作质量的因素。本申请综合对肝星状细胞能形成炎症小体和炎症小体活化与纤维化紧密相关等认识，提出研究假设：血吸虫虫源性分子和活性氧等内源性DAMPs通过NLRP3/caspase-1信号通路活化肝星状细胞，释放IL-1β等促炎因子构成肝脏炎症微环境，并启动肝纤维化过程；而肝星状细胞NLRP3持续活化，构成传播阻断后血吸虫病肝纤维化病理发展的基础。拟试验证明血吸虫病肝纤维化致病中肝星状细胞存在NLRP3/caspase-1炎症小体信号通路活化，明确血吸虫感染相关PAMPs和DAMPs因子与肝星状细胞NLRP3/caspase-1通路活化的关系，以期揭示血吸虫病肝纤维化致病中炎症小体介导的机制。

慢性血吸虫病及传播阻断后血吸虫病以肝纤维化为主要致病基础，肝星状细胞活化起关键作用，但肝星状细胞持续活化的诱导因子、细胞信号通路等详细机制，尚未明了，临床缺乏抗血吸虫病肝纤维化的有效手段，使之成为制约防治工作质量的因素。本研究综合对肝星状细胞能形成炎症小体和炎症小体活化与纤维化紧密相关等认识，提出研究假设：血吸虫虫源性分子和活性氧等内源性DAMPs 通过NLRP3/caspase-1 信号通路活化肝星状细胞，释放IL-1β等促炎因子构成肝脏炎症微环境，并启动肝纤维化过程；而肝星状细胞NLRP3持续活化，构成传播阻断后血吸虫病肝纤维化病理发展的基础。为验证研究假设，我们主要开展了以下研究并获得相应结果：1. 感染血吸虫3-12周小鼠肝脏显现炎症反应逐渐加重（NLRP3及IL-1β表达上升），尤其是感染3周虫卵尚未沉积时，肝脏已出现明显炎症环境；2. NLRP3/caspase-1 炎症小体信号通路活化发生在肝星状细胞，而非肝实质细胞；3. 虫源性因素（SEA,SWA）能诱导肝星状细胞NLRP3/caspase-1 炎症小体信号通路活化，并且，这一作用依赖细胞内ROS反应； 4. 虫源性因素（SEA,SWA）诱导的肝星状细胞NLRP3/caspase-1 炎症小体信号通路活化与纤维化同步发生，均依赖ROS反应； 5. 肝脏炎症环境下，除肝星状细胞外，巨噬细胞是ROS的重要来源。本研究揭示了血吸虫感染小鼠肝脏致病中虫源性刺激通过内源性DAMPs活化NLRP3/caspase-1 炎症小体信号通路、诱导炎症环境形成并促进肝纤维化的机制，对深入认识血吸虫病肝纤维化致病提供了重要参考。所发现的于感染3周虫卵尚未沉积即出现肝星状细胞NLRP3/caspase-1 炎症小体信号通路活化和肝脏炎症环境形成的现象，将为进一步研究血吸虫病免疫致病机制和血吸虫-宿主相互作用，提供重要线索。