TXNIP调控Kupffer细胞中ROS-NLRP3炎症小体通路激活的分子机制研究

The change from simple steatosis to nonalcoholic steatohepatitis is a key step in the development of nonalcoholic fatty liver disease, and IL-1β played an important role in the process of hepatic lipid metabolism disorder. The maturation and secretion of IL-1β is closely related to the activation of NLRP3 inflammasome. However, the mechanism of the activation of NLRP3 inflammasome is not clear yet. The agonists of NLRP3 inflammasome could not activate the NLRP3 inflammasome directly. A recent research found that thioredoxin-interacting protein (TXNIP) might be a significant medium which bridges the agonists and NLRP3 inflammasome. In our preliminary study, we found that Kupffer cell is the primary position of the secretion of various pro-inflammatory cytokines, consequently, we reckon that Kupffer cell is the primary position of the activation of NLRP3 inflammasome and the secretion of IL-1β in the inflamatory condition. We take the Kupffer cell as the major target cell, and discuss the mechanism of the activation of NLRP3 inflammasome by TXNIP in Kupffer cell, to further study the pathogenesis of NASH.

单纯性脂肪肝到脂肪性肝炎（NASH）为非酒精性脂肪性肝病发展过程中的关键步骤，IL-1β在肝脏脂代谢紊乱过程中发挥重要作用。体内IL-1β的成熟及分泌与NLRP3炎症小体的激活密切相关,但NLRP3炎症小体激活的具体机制尚不清楚。NLRP3炎症小体的激动剂均不能直接激活该炎症小体，最近研究发现硫氧还蛋白相互作用蛋白（TXNIP）可能为连接激动剂与该炎症小体的重要桥梁。我们前期研究表明Kupffer细胞（KCs）是多种炎症介质分泌的主要场所，因此推测KCs亦是各种应激刺激导致NLRP3炎症小体激活并分泌IL-1β的主要部位。本研究以KCs为主要靶细胞，通过激光共聚焦等技术研究高游离脂肪酸状态下KCs中TXNIP与NLRP3的结合情况；采用敲除TXNIP与NLRP3基因的方法，探讨TXNIP在介导KCs中NLRP3炎症小体激活的确切机制，为进一步研究NASH的发生机制做一些探索性工作。

单纯性脂肪肝（NAFL）发展为脂肪性肝炎（NASH）为非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）发展过程中的关键步骤，体内IL-1β的成熟及分泌与NLRP3炎症小体的激活密切相关。然而，NLRP3炎症小体激活的具体机制尚不清楚。NLRP3炎症小体的激动剂均不能直接激活该炎症小体，最近有研究发现硫氧还蛋白反应蛋白TXNIP可能为连接激动剂与NLRP3炎症小体的重要桥梁。本研究以KCs为主要靶细胞，采用敲除TXNIP与NLRP3基因的方法，探讨TXNIP在介导KCs中NLRP3炎症小体激活中发挥的作用。主要发现如下：.1. 发现NASH患者肝组织中F4/80、NLRP3及TXNIP的表达水平较对照组明显增高，NASH组患者血清中FFA及IL-1β的水平较对照组明显增高。免疫组化染色发现NASH组野生型（WT）小鼠肝组织中F4/80、NLRP3及TXNIP的表达水平较对照组明显增高。.2. 敲除NLRP3基因可明显降低HFD导致的小鼠肝重及体重的上调，抑制血清中促炎因子IL-1β的水平；而敲除TXNIP基因并不能抑制血清IL-1β的上升。.3. 敲除NLRP3基因可抑制小鼠NAFL及NASH形成，降低转氨酶水平，而敲除TXNIP可加重HFD及MCD导致的小鼠肝损伤，增高小鼠转氨酶水平，促进NASH的发生发展。.4. WT小鼠MCD组KCs中TXNIP、NLRP3、ASC以及caspase-1可形成蛋白共聚体，而ND组及MCD组小鼠KCs中以上蛋白并不会形成共聚体，提示TXNIP及NLRP3炎症小体参与NASH的发生及发展。.5. 分别提取KCs线粒体及细胞质的部分，检测这两部分以上蛋白的表达情况，发现用PA刺激后以上蛋白主要表达于线粒体的部分。敲除小鼠TXNIP基因后，HFD组小鼠KCs中NLRP3共聚体的量较对照组明显增多，敲除小鼠NLRP3基因可以明显抑制MCD组小鼠KCs中NLRP3共聚体的量。.综合以上，本项目从人体标本、动物及细胞水平探讨了TXNIP和NLRP3在NASH发病中的作用及具体机制，我们证实了TXNIP可通过与NLRP3结合并抑制其功能进而抑制NAFL的发展，而NLRP3主要通过发挥促炎作用促进NAFL发展为NASH。以上结果将为NLRP3炎症小体的激活机制提供新的理论及实验依据，同时将为NAFLD及NLRP3炎症小体相关性疾病提供新的治疗靶点。