纳米氧化锌颗粒通过激活NLRP3炎症小体诱导小胶质细胞炎症反应

来源：环境与职业医学杂志 2020年第5期北京时间：

作者：苗歆雨, 张小强, 卢晓星, 陶一凡, 李琪,

摘要：背景随着纳米颗粒的广泛应用，其安全性已引起人们关注。已有文章报道纳米颗粒能够诱导炎症因子分泌水平增高，但纳米颗粒对核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3（NLRP3）炎症小体激活的相关研究较少。目的探讨纳米氧化锌颗粒（nano-ZnO）暴露对小胶质细胞NLRP3炎症小体激活及炎症因子分泌的影响。方法取对数生长期的小胶质细胞BV2暴露于不同浓度的nano-ZnO（0、2.5、5.0、10.0、15.0、20.0 mg·L-1），采用四甲基偶氮唑盐（MTT）比色法检测各组细胞存活率，检测乳酸脱氢酶（LDH）活性判断细胞膜完整性，采用酶联免疫吸附试验（ELISA）检测各组细胞培养液中白介素（IL）-1β、IL-18分泌水平，采用Western blotting法测定各组细胞NLRP3、前半胱天冬酶-1（pro-caspase-1）、凋亡相关斑点样蛋白（ASC）和活化型半胱天冬酶-1（cleaved caspase-1）蛋白表达水平。结果随着nano-ZnO暴露浓度的增加，BV2细胞活力降低（r=-0.814，P < 0.05），且与对照组相比，15.0、20.0 mg·L-1 nano-ZnO暴露组细胞活力下降（P < 0.05）。细胞培养液上清中LDH活性随nano-ZnO暴露浓度的增加而升高（r=0.962，P < 0.05）。与对照组相比，2.5、5.0、10.0、15.0 mg·L-1 nano-ZnO组细胞均出现IL-1β和IL-18分泌水平升高（均P < 0.05），且具有明显的剂量-效应关系（rIL-1β=0.919，P < 0.05；rIL-18=0.994，P < 0.05）。Western blotting检测结果显示，各暴露组NLRP3、pro-caspase-1、ASC以及cleaved caspase-1的蛋白表达水平均随浓度增加而升高（rNLRP3=0.897，P < 0.05；rpro-caspase-1=0.758，P < 0.05；rASC=0.751，P < 0.05；rcleaved caspase-1=0.723，P < 0.05）；且与对照组相比，5.0、10.0、15.0mg·L-1 nano-ZnO暴露致NLRP3及cleaved caspase-1表达水平升高，10.0、15.0mg·L-1 nano-ZnO暴露致ASC及pro-caspase-1表达水平升高（均P < 0.05）。结论nano-ZnO暴露可激活小胶质细胞NLRP3炎症小体并进一步诱导炎症因子表达，增强细胞炎症反应。

关键词：纳米氧化锌, 核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3, 炎症小体, 小胶质细胞, 白介素-18, 白介素-1β,