内质网应激反应与NLRP3炎症体的激活内质网应激(endoplasmicreticulumstress,ERS)在慢性炎症类疾病的发生发展中起到重要作用,而其与炎症相关性的具体机制仍不清楚。多种ERS诱导剂可以引起IL-1β的分泌,其主要机制可能是ERS通过作用于NF-κB信号通路,促进IL-1β前体物质的释放并激活NLRP3实现的[22].有研究显示,在烫伤小鼠模型中注射LPS后,其肝脏组织中NLRP3炎症体相关基因和ERS相关基因蛋白表达量明显增加[23].应用牛血清白蛋白刺激肾脏上皮细胞(NRK-52E)可导致NLRP3炎症体的激活,同时表达的还有内质网标志物钙网蛋白,而应用牛磺熊去氧胆酸(taurine-conjugatedur-sodeoxycholicacid,TUDCA)使细胞对ERS适应性增加后可以抑制炎症体激活,表明ERS在炎症体的激活过程中发挥作用,增强细胞对ERS的适应性可以抑制炎症体的激活,进而改善蛋白尿对肾上皮细胞的炎性损伤[24].X盒结合蛋白1(X-box-bindingprotein1,XBP1)是ERS反应的重要转录调控因子,是多种疾病的潜在治疗靶点,相关研究显示其可能通过内质网相关瞬时感受器电位钙离子通道蛋白1(transientre-ceptorpotentialcalciumchannelprotein1,TRPC1)分泌的一种新的信号肽参与NLRP3炎症体调节的IL-1β/IL-18的成熟及下游免疫反应过程[25].未折叠蛋白反应(unfoldedproteinresponse,UPR)是ERS中的一条重要信号通路。有研究认为,硫氧还原蛋白相互作用蛋白(thioredoxin-interactingprotein,TXNIP)在UPR中起重要作用,且TXNIP的产生依赖需肌醇酶1α(inositolrequiringkinase1α,IRE1α),上调TXNIP表达水平有助于NLRP3炎症体的激活[26].ERS之所以能够引起NLRP3炎症体激活并促进促炎因子IL-1β释放,可能与通过内质网起作用的促炎信号和NLRP3炎症体激活的相关机制如ROS产生、钾离子外流等过程关系密切,在发生ERS的细胞内,NLRP3炎症体可以感知并响应ERS下游信号,最终通过不同于UPR的不典型ERS反应,使得ERS与慢性炎症相联系[27].
另有相反的观点认为,促炎因子IL-1β的成熟、分泌与ERS相关,但与NLRP3炎症体无关。应用LPS刺激巨噬细胞使其发生ERS,发现IL-1β前体物质的成熟在ASC蛋白缺失的.情况下发生,该过程中caspase-8起到重要作用,而caspase-8的激活又依赖TLR4及其招募的β干扰素TIR结构域衔接蛋白(TIR-domain-containingadaptorinducinginterferon-β,TRIF)信号分子,故认为IL-1β的成熟分泌与NLRP3无关,而是通过TLR4-ERS相关通路调控[28].
自噬反应与炎症体激活的相互调控自噬在疾病中的作用越来越受到人们的关注,新近研究发现,NLRP3炎症体与自噬能够相互调控。自噬可以双向调控NLRP3炎症体的激活。在大鼠胰岛瘤细胞系(insu-linomacellline,INS-1)中,棕榈酸(palmiticacid,PA)可以诱导自噬,将含有自噬相关基因7(autoph-agy-related7,Atg7)片段的质粒转染入INS-1后,与对照组相比组织蛋白酶B(cathepsinB,CTSB)、促炎因子表达均明显增加;在应用siRNA沉默CTSB后,IL-1β等促炎因子表达减少;沉默NLRP3基因后,与对照组相比IL-1β等促炎因子明显减少,表明在INS-1内自噬反应可以促进NLRP3炎症体的激活,且该过程是通过过表达CTSB实现的[29].与此相反,在巨噬细胞离体实验中,抑制自噬蛋白LC3B和Beclin1的表达后,在LPS或ATP刺激下caspase-1、IL-1β/IL-18的表达反而增加,进一步实验证明适度自噬反应可以维持线粒体的完整性,进而抑制NLRP3炎症体的激活[30].以上研究表明,自噬反应发生后对炎症体激活是促进还是抑制似乎与自噬程度相关。此外,炎症体激活后也可以促进或抑制自噬反应,但这种双向调控的具体机制还不明确。通过激活炎症体,尤其是NLRP3炎症体,可以抑制线粒体自噬,影响线粒体的自我清除,进而对AS等疾病进展起到促进作用[31].
也有相反的研究显示,NLRP3炎症体的激活可以促进自噬,应用MSU刺激骨母细胞(osteoblasts,OBs)可以激活NLRP3炎症体并诱导NLRP3依赖的自噬反应,同时NLRP3炎症体还参与调控OBs内尿酸结晶-自噬体(MSU-autophagosomes)的形成[32].
总结与展望
模式识别受体在先天性免疫中发挥重要作用,其参与的无菌炎症等反应在多种代谢性疾病中的作用越来越受到人们的重视。AS等代谢性疾病的发生是以炎症反应为主要改变的复杂病理过程,而炎症体作为纽带将炎症与氧化应激、ERS、自噬等病理过程相联系,为更深入研究相关疾病的发病机制并发现可能的有效治疗靶点提供了方向。但目前相关研究还有很大局限性,如线粒体与NLRP3炎症体的激活关系是否通过ROS产生过程实现有待证实;虽然多数研究肯定NLRP3炎症体的激活与自噬作用相关,但炎症体激活与自噬反应之间的双向调控作用还有待进一步探讨。总之,炎症体相关调控机制可能为AS、糖尿病等代谢性疾病的防治提供新的方向,需要更为深入的研究。