二氧化硅上调活性氧诱导NLRP3依赖的巨噬细胞焦亡机制

来源：环境与职业医学杂志 2022年第4期北京时间：

作者：殷浩宇, 田家齐, 马兰, 张敬, 李炜修, 彭延杰, 张美华, 翟庆峰, 张林,

摘要：背景 巨噬细胞是天然免疫系统的重要组成成分，其在抵抗呼吸道途径外来异物入侵和维持肺组织内环境稳态中发挥重要作用。 目的 探讨不同粒径的二氧化硅（SiO2）粉尘诱导巨噬细胞焦亡发生机制。 方法 将巨噬细胞RAW-ASC分为空白组、脂多糖（LPS）组（1 μg·mL−1 LPS）、纳米SiO2组（1 μg·mL−1 LPS + 100 μg·mL−1 纳米SiO2）、微米SiO2组（1 μg·mL−1 LPS +750 μg·mL−1 微米SiO2）和阳性对照组1 μg·mL−1 LPS+3 mmol·L−1 三磷酸腺苷（ATP）。除空白组外，其他组细胞均以LPS预处理6 h，再以SiO2或ATP处理4 h。锚定焦亡通路分子靶点NOD样受体蛋白3（NLRP3）、活性氧（ROS）施加特异性干预剂NLRP3抑制剂MCC950、ROS清除剂N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC）。CCK-8法检测细胞活性；5-乙炔基-2' -脱氧尿苷（EdU）染色检测细胞增殖能力；试剂盒法检测细胞上清乳酸脱氢酶（LDH）水平；钙黄绿素/碘化丙啶（Calcein AM/PI）荧光双染评估细胞破裂状况；二氯二氢荧光素-乙酰乙酸酯（DCFH-DA）荧光探针法检测细胞内ROS水平；Western blotting检测焦亡相关标志NLRP3、凋亡相关斑点样蛋白（ASC）、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1（Caspase-1）、gasdermin D（GSDMD）、白介素-1β（IL-1β）的蛋白表达水平。 结果 与空白组相比，100 μg·mL−1纳米SiO2及750 μg·mL−1微米SiO2处理，分别使细胞活性降低至40%和68%（PPP−1）和NAC（10 mmol·L−1）后，巨噬细胞内NLRP3、ASC、Caspase-1、IL-1β表达水平均较未干预组下降（PP 结论 纳米及微米级SiO2粉尘均具细胞毒性，表现为上调巨噬细胞ROS水平，激活NLRP3炎性小体并介导细胞焦亡，促进炎性细胞因子释放等，相关研究结果有助于揭示SiO2粉尘诱导的巨噬细胞焦亡分子机制。

关键词：二氧化硅, 巨噬细胞, 活性氧, NOD样受体蛋白3, 细胞焦亡,