Apelin-13减轻糖尿病小鼠主动脉损伤

目的探讨apelin-13对糖尿病小鼠主动脉结构的影响及其机制。方法对照组:8周龄C57/BL6j小鼠6只;糖尿病组:8周龄kk Ay小鼠6只;apelin-13处理组:kk Ay小鼠6只,皮下埋微量植渗透泵释放apelin-13[30μg/(kg·d)]。4周后取材,进行HE、Masson染色,光学显微镜下观察血管的形态学改变及胶原纤维的沉积情况,弹性蛋白染色观察血管弹力纤维板的形态学改变,免疫组织化学染色分析血管内信号蛋白转化生长因子β1(TGF-β1)的表达水平。结果与正常对照组相比,糖尿病组小鼠血管壁中膜明显增厚,主动脉内胶原纤维含量明显升高(P<0.05),弹力纤维排列紊乱、断裂,同时血管壁TGF-β1表达增强(P<0.05),而apelin-13处理组小鼠血管壁中膜较糖尿病组明显变薄,血管间质内胶原纤维的含量较糖尿病组小鼠显著下降(P<0.05),弹力纤维排列较整齐,血管壁TGF-β1表达也显著下调(P<0.05)。结论外源性Apelin-13可能通过抑制TGF-β1以及平滑肌细胞增殖减轻糖尿病引起的主动脉纤维化以及血管中膜弹力纤维损伤。     

西地那非对勃起功能障碍模型大鼠主动脉血管组织中NLRP3/caspase-1通路的影响

目的 探讨西地那非(Sil)对勃起功能障碍(ED)大鼠主动脉血管组织中NLRP3/caspase-1通路蛋白表达的影响作用。方法 建立ED大鼠模型,随机分为ED组、Sil组,另取10只大鼠作为对照组。Sil组给予20 mg/kg西地那非灌胃(1次/d,连续2周)后,HE染色观察主动脉血管组织形态变化;Masson染色检测主动脉纤维化;免疫组化测定主动脉中白细胞介素-1β(IL-1β)和内皮源性一氧化氮合酶(eNOS)的含量及分布;RT-qPCR及Western blot检测主动脉中NLRP3、caspase-1、GSDMD、IL-1β和eNOS的表达。结果 ED组大鼠主动脉血管组织形态发生病理变化,内皮细胞局部脱落较多,纤维化明显;主动脉中NLRP3、caspase-1、GSDMD、IL-1β的mRNA和蛋白表达均增高,eNOS的mRNA和蛋白表达均降低(P<0.05)。与ED组相比,Sil组大鼠主动脉血管组织形态学病理变化改善,内皮局部细胞脱落减少,纤维化减轻;主动脉中NLRP3、caspase-1、GSDMD、IL-1β的mRNA和蛋白表达降低,eNOS的mRNA和蛋白表达增...     

缺血后处理通过抑制细胞焦亡减轻大鼠肺缺血/再灌注引发的肝损伤

目的：探讨细胞焦亡在大鼠肺缺血/再灌注（I/R）引发的肝脏损伤中的作用及缺血后处理（I-post-C对其干预的保护机制。方法：将32只SPF级SD雄性大鼠随机分为对照（control）组、I/R组、I/R+I-post-C组及I/R+INF39（细胞焦亡抑制剂）组,每组8只。普通光镜下观察肝脏组织形态;用相关化学试剂盒测定丙氨酸转氨酶（ALT）、天冬氨酸转氨酶（AST）和caspase-1活性;采用ELISA的方法检测血清中白细胞介素1β(IL-1β)和IL-18水平;使用Western blot及免疫荧光法检测肝组织细胞焦亡相关蛋白的表达情况。结果：与control组相比,I/R组肝小叶结构紊乱,部分肝细胞出现水肿、空泡样变性和坏死,炎症细胞浸润,血清ALT和AST水平显著升高（P<0.01）;细胞焦亡相关指标核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)、胱天蛋白酶1(caspase-1)和gasdermin D N端片段（GSDMD-N）蛋白表达增加（P<0.05）;NLRP3的免疫荧光表达显著增强（P<0.01）;caspase-1活性显著上升（P<0...     

硫化氢通过下调NLRP3/caspase-1信号通路抑制氧化型低密度脂蛋白诱导的血管内皮细胞焦亡

目的:探讨缓释型硫化氢(H2S)供体GYY4137对氧化型低密度脂蛋白(oxLDL)诱导的血管内皮细胞焦亡的抑制作用及其分子机制。方法:以人脐静脉内皮细胞(HUVECs)为研究对象,将其分为空白对照组、GYY4137干预组、oxLDL刺激组和oxLDL+GYY4137干预组。各组HUVECs经不同药物干预指定时间后,采用CCK-8法检测各组细胞活力;使用乳酸脱氢酶(LDH)释放测定和Hoechst 33342/碘化丙啶(PI)双荧光标记检测各组细胞死亡情况;采用亚甲基蓝比色法检测各组细胞中的H2S含量;采用Western blot实验观察各组细胞中细胞焦亡信号通路标志蛋白的表达。结果:oxLDL(50和100 mg/L)可使HUVECs活力显著降低(P0.05或P0.01),LDH释放及PI阳性细胞比例显著增加(P0.05或P0.01),且细胞中NLRP3、caspase-1(p20亚单位)、gasdermin D(GSDMD)、GSDMD-N及白细胞介素18(IL-18)蛋白水平显著升高(P0.05或P0.01),即HUVECs发生焦亡。而GYY4137干预则可降低HUVECs中NLRP3、caspase-1(p20)、GSDMD、GSDMD-N及IL-18蛋白水平(P0.05),抑制oxLDL诱导的细胞焦亡(P0.05),并使细胞活力增强(P0.05)。结论:H2S供体GYY4137可通过下调NLRP3/caspase-1细胞焦亡信号通路而抑制oxLDL诱导的血管内皮细胞焦亡。     

细胞焦亡与肾脏疾病的关系研究进展

细胞焦亡(pyroptosis)是具有凋亡和坏死特征的一种新型程序性细胞死亡。为了探究细胞焦亡在肾脏疾病中的机制,该文比较在急性肾损伤、慢性肾脏疾病以及糖尿病肾病模型中相关细胞焦亡蛋白表达情况。综述发现,在病理肾组织中,NLRP3、Caspase蛋白表达上调并切割消皮素D(gasdermin D, GSDMD)蛋白,使相应细胞的细胞膜破裂,随即释放炎性因子IL-1β和IL-18,诱导细胞焦亡。由此,在许多肾脏疾病中NLRP3-Caspase-GSDMD-IL-1β/IL-18参与其中并介导炎症反应,加重疾病的发展。现就细胞焦亡机制与肾脏疾病的关系进行阐述。     

SGK1抑制剂EMD638683对膀胱出口梗阻小鼠肾组织细胞焦亡的作用及机制研究

目的:确定小鼠膀胱出口梗阻(bladder outlet obstruction,BOO)模型引起下尿路梗阻介导的肾脏炎性损伤;研究血清和糖皮质激素调节激酶1(serum and glucocorticoid-regulated kinase 1,SGK1)抑制剂EMD638683抗梗阻性肾病炎症的作用机制,探讨SGK1与NLRP3-caspase-1-IL-1β/细胞焦亡(pyroptosis)通路诱导细胞损伤的关系。方法:构建小鼠BOO模型,HE染色观察肾组织病理变化及炎症细胞浸润,PAS染色观察肾脏的组织病变,Masson染色法检测肾小管的胶原沉积,免疫组化法和Western blot法检测NLRP3、caspase-1、F4/80、gasdermin D-N末端片段(GSDMD-N)、IL-1β和SGK1的表达。醛固酮(aldosterone,ALD)处理小鼠肾小管上皮细胞(mouse renal tubular epithelial cells,mRTECs),EMD638683进行干预,Western blot法检测NLRP3、caspase-1、IL-1β、SGK1及GSDMD-N的表达水平;ELISA法检测各组细胞上清液IL-1β含量。结果:梗阻3周的小鼠肾脏中HE染色观察到炎症细胞浸润,PAS染色出现肾脏组织病变,Masson染色检测到肾小管间质有胶原沉积。与正常组小鼠比较,梗阻3周小鼠组NLRP3、caspase-1、F4/80、GSDMD-N、IL-1β和SGK1含量显著升高(P<0.05或P<0.01)。细胞实验中,与正常组比较,ALD组NLRP3、caspase-1、IL-1β、SGK1及GSDMD-N含量显著升高(P<0.05或P<0.01);与ALD组相比,ALD加EMD638683组NLRP3、caspase-1、IL-1β、SGK1及GSDMD-N含量显著减少(P<0.05或P<0.01)。结论:成功构建小鼠BOO模型引起下尿路梗阻介导的肾脏炎性损伤;EMD638683通过抑制NLRP3-caspase-1-pyroptosis通路阻断细胞焦亡,从而发挥抗炎作用。     

炎症小体及细胞焦亡在肠道稳态中的研究进展

炎症小体是一种细胞内多蛋白复合物，主要包括NLRP3、AIM2、NLRP6、NLRP12等亚型。识别相关刺激后，炎症小体进行组装并激活caspase-1，激活的caspase-1促进IL-1β和IL-18成熟和分泌。另外，活化的caspase-1也可裂解gasdermin D(GSDMD)，导致特殊形式的细胞死亡——细胞焦亡。肠道稳态在维持机体健康中起重要作用，而炎症小体及细胞焦亡通路在肠道稳态维持中发挥重要作用。本文主要阐述炎症小体及细胞焦亡在肠道稳态维持中的最新研究进展。     

绿原酸通过ROS/TXNIP/NLRP3信号通路介导的细胞焦亡途径减轻脓毒症小鼠急性肺损伤

目的:探究绿原酸对脓毒症小鼠急性肺损伤的影响及活性氧/硫氧还蛋白互作蛋白/NOD样受体蛋白3(ROS/TXNIP/NLRP3)信号通路在其中的作用。方法:建立脓毒症小鼠模型,随机分为模型组、阳性对照(地塞米松)组及低剂量(5 mg/kg)、中剂量(10 mg/kg)、高剂量(20 mg/kg)绿原酸组,每组各12只,另取12只正常小鼠作为对照组。计数肺泡灌洗液中炎症细胞数量;测定肺组织湿重/干重(W/D)比值;HE染色观察肺组织病理改变;TUNEL法检测肺组织细胞凋亡;ELISA法测定肺泡灌洗液中白细胞介素(IL)-1β、IL-6和肿瘤坏死因子α(TNF-α)含量,相应试剂盒检测肺组织中丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)和活性氧(ROS)水平;Western blot法检测TXNIP、NLRP3蛋白、caspase-1及细胞焦亡关键蛋白Gasdermin D的N末端片段(GSDMD-N)的表达水平。结果:相较于对照组,模型组肺泡间隔增厚,肺泡内及肺泡间质水肿,炎症细胞数量显著增加,IL-1β、IL-6和TNF-α含量、W/D比值、细胞凋亡率、MDA和ROS水平以及TXNIP、NLRP3、caspase-1和GSDMD-N蛋白水平均显著升高(P0.05);而模型组SOD水平较对照组显著降低(P0.05)。相较于模型组,绿原酸低、中、高剂量组肺泡间隔增厚及水肿情况有所减轻,炎症细胞数量显著减少,IL-1β、IL-6和TNF-α含量、W/D比值、细胞凋亡率、MDA和ROS水平以及TXNIP、NLRP3、caspase-1和GSDMD-N蛋白水平显著降低(P0.05);而模型组SOD水平较对照组显著升高(P0.05);绿原酸高剂量组与阳性对照组上述指标差异无统计学意义(P0.05)。结论:绿原酸可能通过下调ROS/TXNIP/NLRP3信号通路表达水平,抑制炎症分子产生及细胞焦亡发生,有效减轻脓毒症小鼠肺损伤。     

白藜芦醇干预白蛋白诱导人近端肾小管上皮细胞HK-2细胞焦亡相关蛋白的表达

背景：白藜芦醇有肾脏保护作用,但其对蛋白尿负荷的肾小管上皮细胞炎性损伤的保护机制尚不明确。目的：探究白藜芦醇对白蛋白诱导的人近端管上皮细胞HK-2细胞焦亡相关蛋白表达的影响。方法：采用白蛋白诱导HK-2细胞炎性损伤,分别使用白藜芦醇、SIRT1抑制剂EX527进行预处理,MTT法检测细胞活力,Western blot检测SIRT1、NLRP3、ASC、caspase-1的蛋白表达,免疫荧光双染观察NLRP3和ASC在肾小管的共定位,Hoechst33342/PI染色法观察细胞焦亡情况,ELISA检测细胞上清中炎症因子白细胞介素1β和白细胞介素18水平。结果与结论：(1)白蛋白减低HK-2细胞活力,显著升高白细胞介素1β、白细胞介素18水平和NLRP3炎性小体蛋白表达(P <0.01),增加细胞焦亡;(2)白藜芦醇可显著提高HK-2细胞中SIRT1蛋白表达(P <0.01),显著降低NLRP3、ASC和caspase-1蛋白表达(P <0.05)及白细胞介素1β、白细胞介素18水平(P <0.01),减少细胞焦亡;(3)SIRT1抑制剂可显著提高NLRP3炎性小体...     

犀角地黄汤合银翘散通过干预mtROS-NLRP3通路抑制流感病毒感染的巨噬细胞焦亡

目的:探究犀角地黄汤合银翘散(XDY)对流感病毒引起的炎症反应中巨噬细胞焦亡的作用及其机制。方法:将巨噬细胞J774A.1分为正常对照组(正常培养)、模型组(流感病毒PR8感染24 h)、XDY组(PR8感染+XDY作用24 h)、H_2O_2对照组(H_2O_2作用24 h)和H_2O_2+XDY组(H_2O_2+XDY作用24 h)。用乳酸脱氢酶(LDH)试剂盒检测各组细胞LDH的释放量,流式细胞术检测由caspase-1介导的细胞焦亡率,Western blot检测核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)和gasdermin D N端片段(GSDMD-N)蛋白表达量,ELISA检测白细胞介素1β(IL-1β)分泌水平,激光共聚焦显微镜观察活性氧簇(ROS)与线粒体的共定位和释放情况。结果:流感病毒感染及H_2O_2作用后,巨噬细胞LDH释放和GSDMD-N蛋白表达增多,caspase-1介导的细胞焦亡率升高,同时NLRP3蛋白表达、IL-1β分泌和线粒体ROS(mtROS)生成亦增多;与模型组和H_2O_2对照组相比,XDY可显著减少mtROS生成、NLRP3和GSDMD-N蛋白表达及IL-1β和LDH分泌,降低caspase-1介导的细胞焦亡率。结论:犀角地黄汤合银翘散通过干预mtROS-NLRP3炎症小体通路抑制巨噬细胞焦亡,这可能是其抗流感病毒引起的过度炎症反应的机制之一。     

Fusobacterium nucleatum infection activates the noncanonical inflammasome and exacerbates inflammatory response in DSS-induced colitis

Caspase activation results in pyroptosis, an inflammatory cell death that contributes to several inflammatory diseases by releasing inflammatory cytokines and cellular contents. Fusobacterium nucleatum is a periodontal pathogen frequently detected in human cancer and inflammatory bowel diseases. Studies have reported that F. nucleatum infection leads to NLRP3 activation and pyroptosis, but the precise activation process and disease association remain poorly understood. This study demonstrated that F. nucleatum infection exacerbates acute colitis in mice and activates pyroptosis through caspase-11-mediated gasdermin D cleavage in macrophages. Furthermore, F. nucleatum infection in colitis mice induces the enhancement of IL-1⍺ secretion from the colon, affecting weight loss and severe disease activities. Neutralization of IL-1⍺ protects F. nucleatum infected mice from severe colitis. Therefore, F. nucleatum infection facilitates inflammation in acute colitis with IL-1⍺ from colon tissue by activating noncanonical inflammasome through gasdermin D cleavage.     

NF-κB蛋白在柯萨奇病毒B3诱导的病毒性心肌炎小鼠心肌细胞焦亡过程中的调控作用

目的:探讨NF-κB蛋白对柯萨奇病毒B3(CVB3)诱导的病毒性心肌炎小鼠心肌细胞焦亡的调控作用.方法:将编号后的45只雄性BALB/c小鼠根据随机数表法平均分为3组,分别为对照组(normal组)、病毒性心肌炎组(CVB3组)和NF-κB蛋白抑制剂吡咯烷二硫代氨基甲酸(PDTC)处理组(CVB3+PDTC组),每组各...     

apelin-13下调caveolae可促进血管平滑肌细胞增殖

背景：结合课题组以往研究成果,提出caveolae可能参与apelin-13促血管平滑肌细胞增殖的假设。 目的：实验观察细胞膜特殊凹陷结构caveolae参与G蛋白偶联受体APJ的内源性配体apelin-13促进大鼠血管平滑肌细胞增殖的作用。 方法：采用组织贴块法培养大鼠胸主动脉血管平滑肌细胞,用MTT方法观察血管平滑肌细胞增殖,Western Blotting方法观察信号蛋白表达,免疫共沉淀技术检测信号分子复合物的形成。 结果与结论：①caveolae结构破坏剂β-环糊精(5 mmol/L,25 h)可明显增强apelin-13诱导的血管平滑肌细胞增殖。②apelin-13(0,1,2,4,8 µmol/L)刺激血管平滑肌细胞,caveolin-1的表达下调,在1 µmol/L时下调明显。③β-环糊精        (5 mmol/L)破坏caveolae后,可使apelin-13下调caveolin-1表达的作用增强。④对照组(体积分数为0.1%胎牛血清孵育)及处理组(apelin-13刺激)caveolin-1与PI3K及ERK1/2均有复合物形成,在apelin-13刺激的情况caveolin-1-PI3K复合物减少、caveolin-1-ERK1/2复合物减少,即apelin-13可能促进caveolin-1与PI3K及ERK1/2解离。结果提示细胞膜特殊凹陷结构caveolae参与apelin-13促血管平滑肌细胞增殖作用。     

Apelin-13刺激大鼠血管平滑肌细胞增殖

目的研究G蛋白耦联受体APJ的内源性配体多肽apelin-13对大鼠血管平滑肌细胞(VSMCs)增殖的影响及其与ERK1/2信号通路的关系。方法采用噻唑蓝比色法(MTT)、Western blot等方法观察apelin-13对体外培养大鼠VSMCs增殖的影响及细胞周期蛋白表达的变化。结果Apelin-13浓度依赖性促进VSMCs增殖,且cyclin D1表达增加;ERK1/2阻断剂PD98059可明显抑制apelin-13诱导的细胞增殖及pERK1/2、cyclin D1表达。结论Apelin-13能促进大鼠VSMCs增殖,其机制可能与apelin/APJ-ERK1/2-cyclin D1信号通路有关。     

氧糖剥夺/复氧所致细胞焦亡在肺微血管内皮细胞损伤中的作用

目的:探讨氧糖剥夺/复氧(OGD/R)是否导致人肺微血管内皮细胞(HPMVECs)焦亡及其在细胞损伤中的作用.方法:采用HPMVECs复制OGD/R细胞模型,模拟体外循环中HPMVECs缺血/再灌注过程.将细胞分为对照(control)组(正常培养)、OGD/R组(OGD 8 h+恢复12 h)及VX-765(casp...     

NLRP3 inflammasome activation and cell death

The NLRP3 inflammasome is a cytosolic multiprotein complex composed of the innate immune receptor protein NLRP3, adapter protein ASC, and inflammatory protease caspase-1 that responds to microbial infection, endogenous danger signals, and environmental stimuli. The assembled NLRP3 inflammasome can activate the protease caspase‐1 to induce gasdermin D-dependent pyroptosis and facilitate the release of IL-1β and IL-18, which contribute to innate immune defense and homeostatic maintenance. However, aberrant activation of the NLRP3 inflammasome is associated with the pathogenesis of various inflammatory diseases, such as diabetes, cancer, and Alzheimer’s disease. Recent studies have revealed that NLRP3 inflammasome activation contributes to not only pyroptosis but also other types of cell death, including apoptosis, necroptosis, and ferroptosis. In addition, various effectors of cell death have been reported to regulate NLRP3 inflammasome activation, suggesting that cell death is closely related to NLRP3 inflammasome activation. In this review, we summarize the inextricable link between NLRP3 inflammasome activation and cell death and discuss potential therapeutics that target cell death effectors in NLRP3 inflammasome-associated diseases.     

Kaempferol alleviates LPS-ATP mediated inflammatory injury in splenic lymphocytes via regulation of the pyroptosis pathway in mice

Abstract

Background: The pharmacological application of kaempferol, a natural flavonol present in different plant species, has been demonstrated to have extensive anti-inflammatory, anti-apoptotic, anti-oxidative, and anti-cancer effects. Pyroptosis is an inflammatory form of programed cell death by membranolysis and associated leakage of cytoplasm. This study investigated the molecular mechanism of kaempferol-induced effects on the pyroptosis in splenic lymphocytes (SLCs) isolated from mice.

Methods: Lipopolysaccharide (LPS)-primed and adenosine triphosphate (ATP)-stimulated SLCs were used to establish the pyroptosis model. The kaempferol pretreatment was tested in the model.

Results: The results show that kaempferol alleviates LPS-ATP mediated damage by increasing cell viability, improving membrane integrity, and decreasing the release of IL1b and IL-18. Kaempferol reduces pyroptosis by suppressing the expression and activity of caspase-1, increasing the protein expression of Toll-like receptor 4 (TLR4) and NOD-like receptor 3 (NLRP3), and inhibition of the decomposition of gasdermin D (GSDMD).

Conclusions: Our data suggest that kaempferol exhibits anti-pyroptosis activities, which warrants further detailed investigation.     

Molecular mechanisms and functions of pyroptosis,inflammatory caspases and inflammasomes in infectious diseases

Cell death is a fundamental biological phenomenon that is essential for the survival and development of an organism. Emerging evidence also indicates that cell death contributes to immune defense against infectious diseases. Pyroptosis is a form of inflammatory programmed cell death pathway activated by human and mouse caspase-1, human caspase-4 and caspase-5, or mouse caspase-11. These inflammatory caspases are used by the host to control bacterial, viral, fungal, or protozoan pathogens. Pyroptosis requires cleavage and activation of the pore-forming effector protein gasdermin D by inflammatory caspases. Physical rupture of the cell causes release of the pro-inflammatory cytokines IL-1β and IL-18, alarmins and endogenous danger-associated molecular patterns, signifying the inflammatory potential of pyroptosis. Here, we describe the central role of inflammatory caspases and pyroptosis in mediating immunity to infection and clearance of pathogens.