TLR4与NLRP3的交叉调控信号在高尿酸血症炎症反应中的作用

王茉琳 李晓光 王建杰 宋汉君 关宝生 逄德志

(1佳木斯大学，黑龙江 佳木斯 154007；2深圳市宝安区人民医院)

高尿酸血症(HUA)患病率逐年提升，有报道显示我国2000～2014年，HUA患病率5.5%～23.6%〔1〕。HUA是尿酸合成增加和尿酸排泄减少引起的一系列代谢综合征，其诊断标准是血尿酸水平男性高于420 μmol/L，女性高于350 μmol/L〔2〕。HUA与急性痛风性关节炎、冠心病、高血压、糖尿病、慢性肾脏疾病等密切相关，严重威胁人类健康。本研究主要探讨Toll样受体(TLR)4与NOD样受体蛋白(NLRP)3调控的信号通路在HUA炎症反应中的作用。

1 资料与方法

1.1研究对象 2014年6月至2017年9月，佳木斯大学附属第一医院就诊HUA患者及健康体检人群120例，健康对照(HC组)45例，年龄(44.37±6.01)岁，男25例，女20例；原发性HUA患者(HUA组)75例，年龄(43.28±5.71)岁，男59例，女16例。入选者需符合原发性HUA诊断标准。

1.2研究方法 (1)试剂与仪器：一抗TLR4、NLRP3、核转录因子(NF)-κB、白细胞介素(IL)-1β均购自美国Santa Cruz公司，IL-1β、IL-6、肿瘤坏死因子(TNF)-α酶联免疫吸附(ELISA)试剂盒购自武汉博士德生物工程有限公司；上海天能公司电泳仪，美国Gene公司酶标仪，美国Beckman公司低温高速离心机。(2)样本采集：具体参照课题组前期研究工作〔3〕。(3)Western印迹：电泳条件，浓缩胶80 V，15～20 min，分离胶120 V，45～90 min；转膜条件，恒压90 V，60～120 min，具体时间取决于目的蛋白分子量大小。(4)ELISA测定血浆细胞因子：按说明书要求进行操作，读取吸光值，绘制蛋白标准曲线，计算血清样本浓度。

1.3统计学方法 采用SPSS17.0软件进行独立样本t检验。

2 结 果

2.1两组外周血单个核细胞TLR4、NLRP3信号蛋白表达比较 HUA组外周血单个核细胞TLR4、NLRP3、NF-κB、IL-1β蛋白表达较HC组明显增加(均P<0.05)。见表1、图1。

图1 Western印迹检测TLR4、NLRP3信号蛋白表达

表1 TLR4、NLRP3信号蛋白表达水平

与HC组比较：1)P<0.05，下表同

2.2两组血浆炎性细胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α的表达比较 同HC组相比，HUA组血浆炎性细胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α表达均显著上升(均P<0.05)。见表2。

表2 两组血浆炎性细胞因子的表达情况

3 讨 论

TLR4和NLRP3都是固有免疫系统的模式识别受体，广泛分布在单核细胞、巨噬细胞、T、B淋巴细胞、树突细胞、脾脏、肝脏、肺脏及胎盘等组织中。TLR4是膜表面受体，而NLRP3则是胞质内受体，多种内源性或外源性的危险信号均可将二者激活〔4〕。研究表明在痛风性关节炎中MSU晶体可以激活TLR4、NLRP3信号〔5，6〕，而可溶性尿酸盐较MUS晶体更易刺激TLR4、NLRP3和IL-1β的表达。尿酸盐与CD14受体结合后被TLR4识别形成CD14/TLR4/MD2复合体，活化的TLR4通过胞质内结构域将活化信号向细胞内转导，经过一系列复杂的级联反应最终激活NF-κB，从而启动与炎症反应相关基因的表达。活化的TLR4信号可以激活IL-1β前体(pro-IL-1β)的表达，而激活的NLRP3炎症小体则可以将无活性的pro-IL-1β剪切成为有活性的IL-1β。因此，在IL-1β的活化方面两者具有一定的协同作用，而IL-1β是目前公认的促进多种炎症与代谢性疾病进程的重要细胞因子。

综上所述，我们假设TLR4、NLRP3的交叉调控信号所介导的炎症反应参与了HUA的发生与发展，二者的协同作用加速了炎症反应进程。本研究结果表明HUA患者处于全身性、系统性的炎症状态。本研究证实IL-1β能够被TLR4和NLRP3交叉信号所激活，而NF-κB作为TLR4的下游信号被激活后同样可以调控炎症各阶段的多种炎性因子如IL-1β、IL-6、TNF-α，从而进一步扩大机体炎症反应状态。由于本研究对象采用的人群样本，所以很难实施反向实验，即阻断TLR4和NLRP3受体或基因检测下游信号及炎症反应状态，今后我们将采用动物实验和体外实验对以上假设做进一步验证。