【摘 要】
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目的:NLRP3（NOD-1ike receptor pyrin domain containing three）炎性复合体是固有免疫系统的重要组成部分,能够诱导炎症细胞因子（如IL-1β和IL-18）的成熟和分泌,促发炎症级联反应。近期实验研究表明,活化的NLRP3炎性复合体能够促进脑缺血再灌注过程中的炎症反应,加重神经功能损伤。ATF4（activating transcription fac
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目的:NLRP3（NOD-1ike receptor pyrin domain containing three）炎性复合体是固有免疫系统的重要组成部分,能够诱导炎症细胞因子（如IL-1β和IL-18）的成熟和分泌,促发炎症级联反应。近期实验研究表明,活化的NLRP3炎性复合体能够促进脑缺血再灌注过程中的炎症反应,加重神经功能损伤。ATF4（activating transcription factor 4）是内质网应激过程中的一个效应受体蛋白,参与了脑缺血再灌注损伤后的病理过程,但其功能作用和调控机制尚未完全明确。在本实验中,我们首先明确ATF4对脑缺血再灌注过程中的神经功能缺损和NLRP3炎性复合体活化的功能性影响。接着,我们探究ATF4对脑缺血再灌注过程中Parkin的蛋白表达和线粒体自噬活性的调控作用。最后,我们再探究Parkin蛋白或线粒体自噬活性在ATF4调控NLRP3炎性复合体活化过程中的潜在作用。方法:（1）为了明确ATF4对脑缺血再灌注后的神经功能缺损、NLRP3炎性复合体的活化、Parkin的蛋白表达和线粒体自噬活性的功能性影响,健康雄性SD大鼠被用来制备脑缺血再灌注损伤的体内模型（大鼠大脑中动脉栓塞1小时再灌注24小时）。与此同时,腺相关病毒（adeno-associated virus,AAV）和小分子干扰RNA（siRNA）分别被用来过表达或敲低大鼠脑皮质中ATF4的蛋白表达。（2）为了探究线粒体自噬在ATF4调控NLRP3炎性复合体活化过程中的潜在作用,我们在过表达ATF4的基础上使用mdivi-1（mitochondrial division inhibitor-1）抑制线粒体自噬的活性。（3）为了探究Parkin蛋白在ATF4调控线粒体自噬活性和NLRP3炎性复合体活化过程中的潜在作用,我们在过表达ATF4的基础上使用特异性siRNA敲低Parkin的蛋白表达。结果:（1）过表达ATF4不仅可以明显地减小脑梗死体积和神经功能缺陷评分、改善脑皮质的HE和Nissl染色结果,还可以显著地抑制NLRP3炎性复合体的活化及其下游炎症分子（cleaved-caspase-1、cleaved-IL-1β和cleaved-IL-18）的蛋白表达。与此同时,过表达ATF4还能够有效地上调Parkin的蛋白表达并增强线粒体自噬的活性。与上述结果保持一致的是,敲低ATF4的蛋白表达则对神经功能缺损、NLRP3炎性复合体的活化、Parkin的蛋白表达和线粒体自噬活性产生相反的影响。（2）Mdivi-1不仅可以有效地阻断ATF4的过表达对线粒体自噬活性的促进作用,还可以明显地废除ATF4的过表达对NLRP3炎性复合体活化的抑制作用。（3）敲低Parkin的蛋白表达（Parkin-siRNA处理）可以有效地逆转ATF4对线粒体自噬活性的促进作用和对NLRP3炎性复合体活化的抑制作用。结论:在功能学上,ATF4不仅可以减轻大鼠脑缺血再灌注过程中的神经功能缺损还能抑制NLRP3炎性复合体的活化及其诱导的炎症级联反应,这表明ATF4对脑缺血再灌注损伤的神经保护作用与抑制NLRP3炎性复合体的活化密切相关。在机制上,ATF4可以通过上调Parkin的蛋白表达来增强线粒体自噬的活性,从而抑制NLRP3炎性复合体的活化。
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