Nalp3炎性体与MSU晶体及其在痛风发病中的作用.docx

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1、Nalp3炎性体与MSU晶体及其在痛风发病中的作用（上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院痛风专科上海200437）【摘要】痛风作为一种代谢性疾病在我国发病率呈现逐年上升的趋势。目前，对痛风发病机制的研究进展有了很多新的认识和突破。NALP3炎性复合体与急性痛风性关节炎的关系日益受到重视和关注。单钠尿酸盐（monosodiumurate,MSU）作为一个内源性危险信号，沉积于组织会激发强烈的炎症反应，并且能被模式识别受体识别，激活多个过程，最终导致NALP3炎性体的形成。NALP3炎性体作为一个多蛋白复合体，活化后可以介导半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶T(caspase-1)的激活，从而促进白细胞介素I

2、B (IL-1P )前体转化为成熟的IL-1 P ,诱导痛风炎症的发生。现就有关NALP3炎性体的研究进展及其与MSU的相互作用在痛风发病过程中的机制进行综述。【关键词】痛风；炎性体；NALP3；单钠尿酸盐【中图分类号】R593【文献标识码】A【文章编号】2095-1752 (2015) 31-0134-04Nalp3inflammasomewithMSUcrystai sandtheirrolesinGoutHeQinhua, WangYifei, ZhangMingGoutClinic,YueyangllospitaloflntegratedTraditionalChineseandWes

3、ternMedicine,ShanghaiUniversityofTraditionalChineseMedicine,Shanghai200437,ChinaCorrespondingauthor： WangYifeiAbstractAsakindofmetabolicdisease,incidencerateofGoutshowsatrendofrisingyearbyyearinourcountry. Atpresent,theresearchprogressofthepathogenesisofgouthasalotofnewunderstandingandbreakthrough.

4、There1ationshipbetweenNALP3Inflammasomewiththeacutegoutyarthritisisbecomingmoreandmoreattentionandconcern.Monosodiumurate(MSU)asanendogenousdangersignal,depositingontheorganizationcaninspireintenseinflammatoryresponse,andcanberecogni模式识别受体识别，激活多个过程，最终导致NALP3炎性体的形成。NALP3炎性体作为一个多蛋白复合体，活化后可以介导半胱氨酸天冬氨酸蛋

5、白酶T(caspase-1)的激活，从而促进白细胞介素IB (IL-1P )前体转化为成熟的IL-1 P ,诱导痛风炎症的发生。现就有关NALP3炎性体的研究进展及其与MSU的相互作用在痛风发病过程中的机制进行综述。【关键词】痛风；炎性体；NALP3；单钠尿酸盐【中图分类号】R593【文献标识码】A【文章编号】2095-1752 (2015) 31-0134-04Nalp3inflammasomewithMSUcrystai sandtheirrolesinGoutHeQinhua, WangYifei, ZhangMingGoutClinic,Yueyangllospitaloflntegr

6、atedTraditionalChineseandWesternMedicine,ShanghaiUniversityofTraditionalChineseMedicine,Shanghai200437,ChinaCorrespondingauthor： WangYifeiAbstractAsakindofmetabolicdisease,incidencerateofGoutshowsatrendofrisingyearbyyearinourcountry. Atpresent,theresearchprogressofthepathogenesisofgouthasalotofnewun

7、derstandingandbreakthrough. There1ationshipbetweenNALP3Inflammasomewiththeacutegoutyarthritisisbecomingmoreandmoreattentionandconcern.Monosodiumurate(MSU)asanendogenousdangersignal,depositingontheorganizationcaninspireintenseinflammatoryresponse,andcanberecogni族中最大的亚族3。目前发现该蛋白家族有14个成员，依次命名为NALP1-144

8、O其中NALP3是NALP蛋白家族中的典型代表5,其编码基因位于染色体lq444。NALP3主要表达于炎症细胞中，如巨噬细胞、中性粒细胞和一些免疫细胞的胞质及胞膜中，而这些细胞在体内主要分布于关节、眼、皮肤及部分消化道的黏膜6-7。NALPs蛋白家族的基本结构有着共同的特点，即它们的基本框架由三部分组成，从NALPs分子的C端至N端分别为含亮氨酸的重复序列(Lecuine-richrepeat, LRR)、NACHT 及热蛋白结构域(pyrindomain, PYD)。NALP3 主要通过LRR结构域来识别危险信号进而产生炎症反应。2. NALP3炎性体的组成及信号通路NALPs与配体结合后发

9、生结构变化，与凋亡相关斑点样蛋白(apoptosis-associatedspeck-li keprote in, ASC)和 CARD-caspase 共同形成 NALPs 炎性体8。炎性体是用来命名一些能够激活炎性半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(caspase)的活化和分泌细胞因子ILT 8的大分子蛋白物质。NALP3炎性体是NALPs炎性体的典型代表。ASC蛋白由N端的效应结构域和C端的半胱天冬酶活化寡聚结构域(CARD)组成，其效应结构域与NALPs分子的效应结构域相互作用，而CARD可以与CARD-caspase的CARD结构域相互作用。Caspase属于半胱氨酸蛋白酶家族(cysteine

10、proteasefamily),能裂解无活性的白细胞介素TB前体(pro-IL-1 P )使之成为有活性的ILTB 9-10。NALP3信号通路是由NALP3蛋白组成的炎症复合体(inflammasonie)作为载体来调控的。NALP3在合成的时候，其LRR处于无活性的自身抑制的状态，当能被NALP3识别的一些物质与LRR相结合时，位于NALP3分子中央的NACHT区域被显露，从而使NALP3形成蛋白寡聚体，然后由其热蛋白结构域与ASC的PYD区域结合，最后再与CARD-caspaseT寡聚共同形成炎性体。炎性体中的凋亡相关斑点样蛋白与半胱天冬酶的CARD互相作用可激活半胱天冬酶-1,其作为活

11、化物可以直接诱导白细胞介素TB的生成和分泌从而引起炎症反应10。上述的过程Martinon等11在痛风发病机制的研究中得到了证实。3. NALP3炎性体在痛风发病中的作用4. 1炎性体参与炎症反应和调控的机制NALP3炎性体可以广泛识别各类外源性和内源性的物质，比如微生物（细菌、真菌、病毒）、细菌毒素、以及一些晶体和微粒（包括尿酸钠晶体、胆固醇晶体、石棉、二氧化硅等）12。这些物质通过一系列复杂的过程激活NALP3炎性体，从而活化caspaseT。活化了的caspaseT可以进一步裂解ILT B和1LT8的前体使其成为成熟形式。34KD的ILTB的前体在炎性体的作用下，在116位天冬氨酸处分解

12、，剪切产生17KD的有活性的IL-1B并释放到胞外。活化了的IL-1B通过激活IL-1B受体，启动适应性免疫应答，使趋化因子和其他炎症调节因子发挥炎症作用，也可将炎症细胞如中性粒细胞聚集到炎症部位，引起一系列炎症反应和组织损伤。在痛风炎症反应中，炎症因子和炎症细胞进入关节等尿酸盐沉积的地方，使机体产生发热反应，并可以激活破骨细胞并且还能作用于神经元，触发机体产生炎症性的疼痛。炎性体在固有免疫系统中发挥着重要的作用，但如果炎性体调控失去平衡，诱导过量的促炎因子的产生和释放，会导致多种炎症性疾病的发生和发展，对于机体是十分有害的13。因此，炎性复合体必须要进行严格的调控。一些蛋白质能够阻扰NALP

13、3炎性复合体的形成及caspaseT的激活，称为负调控子，它们可以分为两大类：一类是存在CARD结构区域，与半胱天冬酶-1的CARD高度相似，包括有COP、INCA、拟白细胞介素转化酶和半胱天冬酶-12等14。它们通过CARD与ASC的CARD互相作用来进行负向调控，阻止caspase-1的寡聚和活化，进一步抑制白细胞介素TB的产生；另一类是存在PYD结构区域，比如病毒热蛋白、POP和Pyrin。它们通过干扰ASC的PYD与NALPs的PYD的互相作用，从而阻碍炎性体的形成。3. 2炎性体的激活途径虽然近些年对NALP3炎性体的研究有了很多的认识和结论，但是炎性体的激活机制还是没有被明确的阐明

14、。NALP3在被激活之前是处于一种自身抑制的没有活性的状态，其C端的富亮氨酸区域通过和SGT-1与HSP90的结合来控制其活性，但可使其处于一种容易被激活的状态15。鉴于NALP3识别物质的多样性以及作为一个胞内识别受体，由此可以推测上述激活物质可能存在一个或多个相似的介质即内源性信号传递分子来介导NALP3的活化，但该内源性信号传导分子尚未明确16。并且NALP3炎性体激活的途径也没有明确的研究结果，但到目前为止，研究最多的可能途径有三种模式假说。第一种模式是溶酶体破坏途径。一些晶体和微粒如尿酸钠、胆固醇和二氧化硅等被吞噬细胞吞噬进入细胞内，导致胞内的溶酶体遭到破坏，使溶酶体内的蛋白酶释放到

15、胞浆中，通过某些直接或间接的方式诱导NALP3炎性体的活化。但也有实验17表明，单纯的溶酶体的破坏也可以导致NALP3炎性体的活化。第二种模式是ATP介导的钾离子外流模式。胞外ATP和细胞表面即ATP门控的阳离子通道受体家族亚族（P2X7R）相结合，可以使钾离子通道打开促进胞内钾离子向胞外移动，从而激活NALP3炎性体。同时，也有报道181P2X7R可与细胞膜上的Pannexin-1通道蛋白相结合，在胞膜上形成开放的小孔，从而胞外的激活剂进入胞浆中直接或间接地参与NALP3炎性体的活化。第三种模式是活性氧（reactiveoxygenspecies, ROS）介导途径。当激活物质接触并被巨噬细胞和中性粒细胞吞噬时可产生大量的ROS, ROS通过其依赖途径可以诱导NALP3炎性体的组装形成17。研究发现19,线粒体来源的ROS是激活NALP3炎性体活化的关键信号，当线粒体功能失调时可产生大量的ROS以激活NALP3炎性体。也有报道20,减少ROS的生产少可以阻止NALP3炎性体的激活。3. 3NALP3炎性体在MSU诱导下的痛风炎症反应痛风是MSU沉积所致的相关性的关节病，与喋吟代谢障碍和（或）尿酸排泄减少所