国自课题申报季！普拉特泽生物继续给大家分享国自然热点医学课题——炎性小体。相信很多了解过国自医学课题的老师都会觉得非常熟悉，首先上数据来说明一下是什么原因让我们在众多方向中挑选了炎性小体。

        在pubmed数据库中输入“inflammasome”，可搜索出来的文章数量为16716篇左右，炎性小体这个概念在2002年提出后，随着时间的推移，技术和理念的更新，炎性小体也逐渐受到科研者的关注，最近10年的研究力度和文章数量呈持续增长状态。

        从国自然立项情况来看，近些年的中标个数及总金额非常可观，具体可见下图。

        从以上的数据来看，炎性小体在科学研究领域中的地位不言而喻，那么本月，就让我们一起来了解炎性小体这一知识点吧！先来了解一下炎性小体相关概念及其一些基本知识。

        1 什么是炎性小体？

        炎性小体（inflammasome）是由多种蛋白质组成的复合体，分子量约700 KDa，此概念由Tschopp研究小组于2002年首次提出。炎性小体能够调节胱冬肽酶-1（caspase-1）的活化进而在天然免疫防御的过程中促进细胞因子前体pro-IL-1β和pro-IL-18的成熟和分泌；其还能调节caspase-1依赖的形式编程性细胞凋亡（细胞焦亡，pyroptosis），诱导细胞在炎性和应激的病理条件下死亡。

        已发现的炎性小体主要有5种，即NLRP1炎性小体、NLRP3炎性小体、NLRC4炎性小体、IPAF炎性小体和AIM2炎性小体。

        大量文献表明炎性小体伴随着很多疾病的发生发展，如动脉粥样硬化、糖尿病、炎症性肠病、神经退行性疾病和肿瘤等等。因此，深入研究炎性小体的功能以及进一步探索机体对其的调控机制，对缓解及治愈疾病具有重要意义。

        本次分享的文献题目是：Neutrophil Extracellular Traps Promote NLRP3 Inflammasome Activation and Glomerular Endothelial Dysfunction in Diabetic Kidney Disease，影响因子6.706分，发表在Nutrients杂志上，发表时间为2022年7月。

        2 研究背景：

        糖尿病肾病（DKD）是糖尿病的一种微血管并发症。文献提示内皮功能障碍和无菌炎症均与DKD密切相关。DKD的一个炎症特征是中性粒细胞激活增加，目前，激活的中性粒细胞对DKD中血管损伤的机制仍有待进一步研究。

        中性粒细胞的激活导致了组蛋白脱氨酶（如PAD4）对DNA的去致密化和组蛋白瓜氨酸化，这导致了中性粒细胞细胞外陷阱（NETs）的分泌，包括DNA、组蛋白和中性粒细胞蛋白酶，如中性粒细胞弹性蛋白酶（NE）和髓过氧化物酶（MPO）。文献显示，NETs与无菌性炎症有相关性。进一步的文献提示在动脉粥样硬化和深静脉血栓形成等心血管疾病中，NETs与NRLP3炎症小体相互作用，而且，文献也报道NLRP3炎症小体的激活机制与DKD相关。

        然而，NETs是否对DKD具有致病功能；NLRP3炎症小体与NET形成在DKD发病机制中是否相互作用；NETs是否在DKD中参与肾小球内皮功能障碍仍不清楚；这篇文献探讨了这些问题。

        接下来直接分享作者所取得的结果：

        一、NET的形成与DKD有关

        为了评估NETs在DKD中的作用，首先采用ELISA检测血浆中NET标志物的水平。与非糖尿病小鼠对照组相比，瓜氨酸化组蛋白-3（H3Cit）、中性粒细胞弹性蛋白酶（NE）和双链DNA（dsDNA）在1型（STZ）和2型（db/db）糖尿病小鼠的水平显著增高（图1a-c及补充材料）。此外，NET标记物与蛋白尿和系膜部分面积呈正相关（图1a-d及补充材料）。免疫染色NET标记物H3Cit和髓过氧化物酶（MPO）显示与非糖尿病小鼠相比，糖尿病小鼠肾小球中NETs增加（图1e-g），同样的结果在糖尿病患者（DKD或非DKD）和非糖尿病患者身上也得到了验证（图1h-j）。这些结果首次表明NETs与DKD患者的蛋白尿和系膜面积比（FMA）有关。

        二、在肾小球内皮细胞中NETs诱导肾小球炎症小体激活和内皮功能障碍

        由于NETs通常在血管系统中与内皮细胞非常接近的地方形成，因此作者想探讨NETs对肾小球内皮细胞功能的影响。小鼠肾小球内皮细胞（mGENCs）或条件永生的人肾小球内皮细胞（hGENCs）添加高糖（HG）和中性粒细胞（N）进行处理，发现添加HG和N的细胞处理组增加了NET的标记物（PAD4和H3Cit），而单独添加HG没有影响（图2a-c）。且内皮功能障碍的标志物p-eNOS在HG和N的共同作用下表达水平显著下调，远低于HG组，提示HG和N的处理介导了内皮功能障碍（图2a-c）。

        文献显示糖尿病相关的内皮功能障碍与NLRP3的炎性小体激活有关。作者结果表明HG足以在GENCs中诱导IL-1 β和NLRP3，但GENCs暴露于HG和N中会导致这可以通过进一步增加IL-1 β和NLRP3，提示HG和N进一步激活了NLRP3炎症小体（图2a-c）。

        作者进一步探讨了NET形成对肾小球内皮功能障碍功能（评估肾小球滤过屏障（GFB））的影响。利用transwell实验，分别在两侧培养GENCs和足细胞在体外模拟GFB（图2d）。结果显示，与对照组相比，HG足以降低屏障功能，但暴露于HG和N对人类和小鼠GFB模型的屏障功能的损害程度更高（图2e-f）。这些结果表明，NETs可促进HG诱导的GENCs的功能障碍。

        三、PAD4抑制可改善DKD

        为了阐明NET诱导的GENCs功能障碍和DKD进展的因果关系，作者使用了GSK484（PAD4抑制剂），它可以抑制组蛋白的瓜氨酸化，从而抑制NET的形成。实验结果表明GSK484能降低HG和N作用下mGENCs和hGENCs的NET形成（图3a和补充材料）。GSK484对NET的抑制作用，将HG和N体外刺激细胞的屏障功能提高到HG单独刺激细胞的水平（图3b），提示PAD4抑制能有效抑制NET的作用。

        为了明确这些结果与DKD的体内相关性，8周龄小鼠用STZ持续干预构建糖尿病小鼠，待出现蛋白尿后（24周）开始使用GSK484治疗，持续时间8周（图3c）。结果显示，GSK484降低血浆NETs标志物和肾小球内NET形成（图3d-g及补充材料），表明GSK484干预可以减少体内NET的形成。而且，GSK484处理后NET形成减少与蛋白尿减少以及肾小球损伤减轻相关（图3h-k）。GSK484减少了系膜面积比，同时增加了肾病蛋白的表达（图3i-k）。综上所述，GSK484抑制PAD4可改善NET的形成并改善DKD的肾损伤。

        四、PAD4抑制NET诱导的炎症小体激活和改善内皮功能障碍

        接下来，作者探讨了NET介导的DKD肾小球损伤是否依赖于炎症小体激活。GSK484显著降低NET标记物（PAD4和H3Cit）和炎症小体标记物（cleaved IL-1 β和NLRP3）的表达，这与mGENCs和hGENCs内皮功能的改善（p-eNOS水平的提高）有关（图4a-c）。同样，在接受GSK484治疗的糖尿病小鼠中，NET形成标记物减少，这与炎症小体激活减少（切割IL-1 β和NLRP3表达减少）和p-eNOS水平增加有关（图4d-e）。此外，GSK484降低血浆sVCAM-1，提示体内内皮功能改善（图4f）。因此，体内NET形成的抑制与糖尿病小鼠肾小球炎症小体激活的减少和内皮功能的改善有关。

        此篇文献的结果分析到这就全部结束了，基本研究思路及文献的主要内容应该了解的差不多了吧~

        此篇文献分享到这就结束了哦！既然是国自然基金医学课题申报的热点，我们当然不会只分享这一篇文献啦，下期给大家分享一篇国自热点的炎症小体研究的高分文献。