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目的:糖尿病肾病是糖尿病特异性微血管并发症之一,是西方终末期肾病的主要原因。糖尿病肾病起病隐匿,发病机制不清。目前认为炎症反应是糖尿病肾病发病机制的中心环节。固有免疫是机体组织的第一道防线,它通过模式识别受体识别和结合病原体上的病原相关分子模式(如病毒、细菌)和自身损伤相关分子模式(如高血糖、高血脂),启动机体炎性反应,应答环境中的微生物及理化损伤,以维持机体内环境稳态。NLRP3炎症小体是固有免疫家族的重要成员,它不仅是炎性免疫反应的“感受器”,亦是炎性免疫反应的“调节器”。NLRP3炎症小体能够识别外源性和内源性危险信号,激活Caspase-1,活化IL-1β、IL-18、IL-33等炎性因子,触发炎症瀑布效应。NLRP3炎症小体在代谢性疾病炎症中扮演着重要角色,然而其在糖尿病肾病中的作用及机制尚不明确。本研究通过观察NLRP3炎症小体信号通路在高糖、脂多糖(LPS)以及活性氧(ROS)抑制剂NAC作用下肾系膜细胞的表达,旨在探讨NLRP3炎症小体信号在糖尿病肾病炎症激活过程中的调控作用及相关机制,找到以NLRP3炎症小体信号通路为靶点防治糖尿病肾病的理论依据和新思路。方法:1、体外实验:(1)细胞培养及分组:体外培养大鼠肾小球系膜细胞,以高糖和脂多糖作为刺激因子,活性氧抑制剂NAC作为阻断剂,分别设以下六组:①正常对照组(NC组):5.6mmol/L葡萄糖;②不同浓度高糖组(HG组):HG1:10mmol/L葡萄糖,HG2:20mmol/L葡萄糖,HG3:30mmol/L葡萄糖;③甘露醇对照组(OP组):5.6mmol/L葡萄糖+24.4mmol/L甘露醇;④高糖+NAC组(HG+NAC组):表达较强浓度的高糖+10μmol/L NAC;⑤不同浓度脂多糖组(LPS组):LPS1:1ug/L LPS,LPS2:5ug/L LPS,LPS3:10ug/L LPS;⑥脂多糖+NAC组(LPS+NAC组):表达较强浓度的脂多糖+10μmol/L NAC。(2)各组细胞分别培养6、12、24h后,用蛋白免疫印迹法、RT-PCR检测各组NLRP3、Caspase-1、IL-1β、硫氧还结合蛋白(TXNIP)蛋白及mRNA表达。2、体内实验:(1)糖尿病模型建立及分组:雄性Wistar大鼠20只,随机分为糖尿病模型组(10只)和正常对照组(10只),糖尿病模型组一次性腹腔注射链脲佐菌素(60mg/kg),正常对照组给予等体积的枸橼酸缓冲液腹腔注射。(2)分别饲养6周和8周,收集各组大鼠尿液检测24h尿蛋白定量;心脏采血检测空腹血糖;取肾脏组织行免疫组化检测各组TXNIP、IL-1β的表达。3、统计学分析:应用SPSS11.5统计软件分析数据。数据以均数±标准差(ˉx±s)表示,各组间比较采用单因素方差分析,两两比较用q检验,组内比较采用独立样本均数t检验,检验水准α=0.05,P<0.05有统计学意义。结果:1、体外实验:(1)高糖刺激肾系膜细胞NLRP3炎症小体信号分子的表达变化:与正常组相比,不同作用浓度和时间的高糖均可上调TXNIP、NLRP3、Caspase-1、IL-1β蛋白及mRNA表达(P<0.05),且呈浓度/时间依赖性,以30mmol/L葡萄糖作用24h表达最强。(2)脂多糖刺激肾系膜细胞NLRP3炎症小体信号分子的表达变化:与正常组相比,不同作用浓度和时间的脂多糖均可上调TXNIP、 NLRP3、 Caspase-1、 IL-1β蛋白及mRNA表达(P<0.05),也呈一定浓度/时间依赖性,以10ug/L脂多糖作用12h达峰值。(3)予NAC干预高糖及脂多糖后,肾系膜细胞NLRP3炎症小体信号分子的表达变化:与高糖组相比,预先加入NAC阻断氧化应激可阻止高糖诱导的NLRP3、Caspase-1、IL-1β、TXNIP蛋白及mRNA表达增强(P<0.05);与脂多糖组相比,预先加入NAC可阻止脂多糖诱导的NLRP3、Caspase-1、IL-1β、TXNIP蛋白及mRNA高表达(P<0.05)。2、体内实验:(1)大鼠一般情况指标:与正常组相比,糖尿病组体重增加明显延缓(P<0.05),而空腹血糖及24h尿蛋白定量则显著升高(P<0.05)。各组大鼠的体重、血糖、24h尿蛋白定量饲养8周较6周无明显差异(P>0.05)。(2)肾脏免疫组化结果:正常组肾小球内几乎没有TXNIP和IL-1β的表达,而糖尿病组TXNIP和IL-1β蛋白的表达显著增加,且8周较6周TXNIP和IL-1β的表达增加更明显。结论:高糖及脂多糖可通过ROS-TXNIP-NLRP3-IL-1β炎症小体信号通路介导糖尿病肾病炎症反应的发生。