NADPH氧化酶引发的NLRP3炎症小体激活在多壁碳纳米管引起的肺纤维化中的决定性作用

UntitledNLRP3炎症小体是一种可以对外源性刺激作出相应反应的细胞内多蛋白质复合体。NLRP3炎症小体的激活及随后分泌的白细胞介素1β与多种类型的疾病高度相关。虽然有研究证明氧化应激对单壁碳纳米管引发的肺纤维化起到了重要的作用,但是活性氧的来源并不清楚,包括NADPH氧化酶在NLRP3炎症小体激活中的作用仍迫切有待澄清。在此研究中,三种高长宽比纳米粒子(多壁碳纳米管,单壁碳纳米管,银纳米线)被用来和球形的碳黑以及银纳米粒子进行比较,来揭示他们引发呼吸爆发和NLRP3炎症小体装配激活的能力。通过使用NADPH氧化酶p22phox亚基基因缺陷的THP-1细胞,研究发现高长宽比纳米粒子会引发强烈的NADPH氧化酶激活以及呼吸爆发。在NADPH氧化酶p22phox亚基基因缺陷的THP-1细胞中,组织蛋白酶B的释放和白细胞介素1β的产生都受到了抑制,从而证明NADPH氧化酶直接参与了高长宽比纳米粒子所引发的溶酶体的损伤。与此结果类似,呼吸爆发和炎症小体的激活在NADPH氧化酶p47phox亚基基因缺陷小鼠中提取的骨髓衍生巨噬细胞中也是降低的。在此基础上,进一步的研究表明,NADPH氧化酶p47phox亚基基因缺陷小鼠在暴露于多壁碳纳米管后,白细胞介素1β的产生和肺胶原沉积引发的肺纤维化都受到了抑制。通过使用N-乙酰半胱氨酸对野生型动物的处理,也可以抑制多壁碳纳米管后所引发的肺纤维化。本研究表明NADPH氧化酶直接参与到了氧化应激和NLRP3炎症小体激活中。同时N-乙酰半胱氨酸可以作为一种治疗手段,以减少由于高长宽比纳米粒子引发的肺纤维化。