单体药理-if8+1区:澳门大学中医药科学研究所揭示大黄酸调控NLRP3炎症小体激活改善肠道炎症机制

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【写在前面】：本期推荐的是由澳门大学中医药科学研究所中医药质量研究国家重点实验室等研究团队合作近期发表于British journal of pharmacology(IF8.739）的一篇文章，揭示大黄酸通过巨噬细胞激活的串扰调节氧化还原介导的NLRP3炎症小体在肠道炎症中的激活。

【期刊简介】

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【题目及作者信息】

Rhein regulates redox-mediated activation of NLRP3 inflammasomes in intestinal inflammation through macrophage-activated crosstalk

背景和目的

巨噬细胞浸润和活化是急性结肠炎期间的关键步骤。氧化还原介导的巨噬细胞中 NLRP3 炎性体的激活在介导结肠炎症反应中起关键作用。从大黄根茎中分离出的大黄酸在多种疾病中表现出抗炎作用。然而，它在调节急性结肠炎症中的作用尚未探索。在这里，我们研究了大黄酸在急性肠道炎症期间的保护机制及其对巨噬细胞活化的调节。

实验方法

在活化的巨噬细胞和结肠炎小鼠模型中评估了大黄酸对 NLRP3 炎性体的抑制作用。通过ELISA、Western印迹、免疫荧光染色和qRT-PCR分析炎症介质、炎症小体复合物和氧化还原相关信号的表达。通过流式细胞术评估巨噬细胞的表型。通过组织学分析评估结肠炎症。

主要结果

大黄酸通过干扰巨噬细胞中的 NLRP3 炎症小体的组装显著降低了IL-1β 的分泌。大黄酸还激活 Nrf2-HO1-NQO1通路并抑制Nox2亚基的表达和易位以调节氧化还原平衡。此外，大黄酸通过介导巨噬细胞从M1到M2表型的极化来减弱炎症反应。NF-κB、AP-1和 MAPK信号传导也参与通过大黄酸改善炎症状况。在患有急性肠道炎症的小鼠中，大黄酸治疗减轻了临床特征并减少了巨噬细胞浸润到受损组织中以减轻结肠炎症。

结论和启示

大黄酸通过干扰巨噬细胞的积累和极化来调节氧化还原介导的NLRP3炎性体激活，从而预防急性结肠炎。这些发现为调节胃肠道疾病中的粘膜炎症提供了一种有前景的新化合物策略。

图文摘要

【前言】

炎症性肠病(IBD)，包括溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病(CD)，是一种复发性的慢性疾病，其特征是上皮屏障的功能破坏和炎症 粘膜中的损伤。目前的研究表明，IBD的病原学、宿主遗传学、免疫力和环境影响之间存在着复杂的相互作用。最近的研究进展描述了免疫细胞（包括单核吞噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞和淋巴细胞）的异常功能和失衡是如何导致IBD的。

其中一种替代治疗方法是大黄酸(4,5-dihydroxy-9,10-dioxoanthracene-2-carboxylic acid )，这是一种天然的蒽醌类化合 物，存在于几种草药中，包括大黄、芦荟和番泻叶。 大黄酸最近有报道在几种炎症条件下显示出治疗作用 。慢性肾小球肾炎、关节炎和急性肠炎。此外，大黄酸调节肠道微生物群和肠道中的嘌呤代谢以缓解慢性结肠炎，以及对细胞因子刺激的肠上皮细胞中上皮屏障的保护也已得到证实。然而，缺乏使用大黄酸治疗急性肠粘膜炎的详细抗炎机制。在这里，我们研究了大黄酸在体外和体内对巨噬细胞中NLRP3炎性体激活的免疫调节作用，并揭示了一种潜在的分子机制，在葡聚糖硫酸钠 (DSS) 诱导的结肠炎小鼠模型中介导其治疗效果。

【结果部分】

1.大黄酸 (RHE)通过阻断NLRP3炎性体组装来阻止LP引发的PMA分化的人THP1-Ms和BMDMs中的IL-1β分泌。

2.大黄酸通过减轻NADPH氧化酶信号和激活Nrf2/HO-1/NQO1轴来减弱ROS介导的巨噬细胞促炎反应。

3.大黄酸在体外调节巨噬细胞的极化。

4.大黄酸在脂多糖刺激的巨噬细胞中通过MAPK和NF-κB信号抑制炎症小体启动步骤。

5.大黄酸改善了DSS刺激小鼠的结肠炎症状。

6.大黄酸减轻了小鼠结肠黏膜中的肠道炎症反应并塑造了巨噬细胞的分化。

7.大黄酸通过干扰MAPK和NF-κB通路并调节氧化还原相关信号传导阻断DSS攻击小鼠中NLRP3炎性体的激活。

8.大黄酸(RHE)减轻肠道炎症的潜在机制示意图。

在活化的巨噬细胞中，Nox2 介导的ROS 生成触发炎症相关通路，尤其是 NLRP3炎性体的激活，从而导致促炎介质的释放。作为应激反应的转录因子，Nrf2调节抗氧化蛋白的表达，从而保护对抗炎症引发的氧化损伤。大黄酸处理显著提高了Nrf2、HO-1和 NQO1的水平，并下调了Nox2亚基的表达和活化，以维持细胞内氧化还原稳态。此外，大黄酸在MAPKs的磷酸化中表现出抑制作用，从而抑制转录因子c-Jun和p65易位进入细胞核以引发炎性体。大黄酸还干扰ASC蛋白的自组装以灭活NLRP3炎性体。在肠道炎症期间，大黄酸治疗可减少巨噬细胞聚集到炎症病变中并调节M1-M2巨噬细胞极化以发挥抗炎功能。

【结论与讨论】

总体而言，我们发现天然蒽醌大黄酸可以在体外和体内阻断巨噬细胞中 IL-1β 的成熟和分泌，可能通过 Nox2-氧化还原介导的 NLRP3 炎性体失活和 Nrf2 依赖性氧化还原平衡的调节（图 8）。大黄酸还通过阻止巨噬细胞向结肠扩张、塑造巨噬细胞从 M1 到 M2亚群的分化以及阻断结肠巨噬细胞中的 NLRP3炎性体激活来减弱巨噬细胞和肠道之间的炎症串扰（图 8）。因此，我们的新发现表明，大黄酸可能是治疗肠道炎症的有希望的候选药物。

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