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【目的】在牙周炎的发展中,免疫细胞产生大量的促炎细胞因子,包括肿瘤坏死因子(TNF-α)、白介素1β(IL-1β)和白介素6(IL-6)等,这些细胞因子在炎症过程中起着至关重要的作用,其中牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis,P.gingivalis)是参与牙周炎发病的主要病原体之一。最近的研究发现内源性代谢物衣康酸(Itaconate,ITA)可以调节巨噬细胞功能,但其确切机制尚不清楚。本实验通过牙龈卟啉单胞菌脂多糖(Porphyromonas gingivalis LPS,P.gingivalis LPS)刺激THP-1源性巨噬细胞模型,研究衣康酸的衍生物4-辛基-衣康酸(4-octyl itaconate,OI)如何影响巨噬细胞的炎症反应。【方法】我们使用佛波酯(Phorbol myristate acetate,PMA)将THP-1单核细胞系诱导成巨噬细胞。首先我们使用不同浓度的P.gingivalis LPS刺激巨噬细胞,使用q PCR或者Western Blot法分析了炎症基因的表达;糖酵解关键酶以及TCA相关基因、炎症小体相关基因的表达。然后采用不同浓度的OI刺激巨噬细胞,通过细胞计数试剂盒(Cell Counting Kit-8,CCK-8)分析测试了OI对巨噬细胞活力的影响,在明确62.5μM的OI对巨噬细胞增殖没有影响的基础上进行后续的实验。采用OI(62.5μM)预处理巨噬细胞2 h,然后使用P.gingivalis LPS(500 ng/m L)刺激巨噬细胞。采用ELISA法以及q PCR法检测细胞中炎症因子的表达情况;提取巨噬细胞中的蛋白质,通过Western Blot法测定法分析糖酵解关键酶和TCA相关基因蛋白表达;进一步分析了与炎症小体相关的蛋白如NOD样受体蛋白3(Nod-like receptor protein 3,NLRP3)、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(Caspase-1)和前白介素-1β(pro-IL-1β)等表达水平,我们还通过激光共聚焦显微镜和酶标仪法分析了细胞内活性氧(Reactive oxygen species,ROS)的表达水平。【结果】使用P.gingivalis LPS刺激巨噬细胞,上调了巨噬细胞的炎症基因的转录水平,TNF-α、IL-1β和IL-6的m RNA表达水平均增加。P.gingivalis LPS还可以改变代谢相关基因的表达,包括6-磷酸果糖-2-激酶(6-phosphofructo-2-kinase-fructose-2,6 biphosphatase 3,PFKFB3)、己糖激酶(Hexokinase II,HK2)等糖酵解关键酶的基因表达增高,三羧酸循环(Tricarboxylic acid cycle,TCA)中的琥珀酸脱氢酶(Succinate dehydrogenase,SDH)早期m RNA水平上升,晚期蛋白水平下降;与TCA有关的ITA合成酶免疫应答基因1(Immunoresponsive gene 1,IRG1)表达增加。另外,P.gingivalis LPS可以上调巨噬细胞炎症小体相关基因的表达水平,包括NLRP3、Caspase-1和pro-IL-1β。CCK-8分析显示,合适浓度的OI不影响巨噬细胞的细胞活力。q PCR法以及酶联免疫法提示我们OI显著下调了P.gingivalis LPS刺激的巨噬细胞中炎性细胞因子TNF-α、IL-1β的表达水平。OI还抑制了P.gingivalis LPS刺激的巨噬细胞糖酵解关键酶PFKFB3、HK2以及TCA相关的IRG1的表达。此外OI还可以减少P.gingivalis LPS诱导的巨噬细胞中的炎症小体相关蛋白的水平,包括NLRP3、Caspase-1和pro-IL-1β。我们还观察到OI还可以减轻P.gingivalis LPS诱导的巨噬细胞内ROS的表达水平。【结论】P.gingivalis LPS可以上调炎症基因的转录水平、改变代谢相关基因的表达、增强炎症小体相关基因的表达。OI可以减轻P.gingivalis LPS诱导的巨噬细胞炎症反应水平,下调P.gingivalis LPS引起的巨噬细胞糖酵解关键酶PFKFB3、HK2以及TCA相关的IRG1的表达升高,抑制P.gingivalis LPS引起的巨噬细胞的炎症小体相关蛋白表达水平包括NLRP3、Caspase-1和pro-IL-1β。另外OI还可以减少P.gingivalis LPS刺激巨噬细胞引起的ROS表达水平增高。