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目的在脓毒症急性肺损伤中,活性氧(ROS)的急剧增加可以促进TXNIP/NLRP3炎症小体的激活,导致白细胞介素-1β(IL-1β)和白细胞介素-18(IL-18)大量释放,加重肺组织损伤。诸多国内外研究表明,在脓毒症诱发的急性肺损伤中血红素加氧酶-1(HO-1)具有内源性细胞保护作用。因此,本研究假设HO-1可能通过抑制ROS的产生进而抑制TXNIP/NLRP3炎症小体的激活,降低炎性细胞因子的表达,最终从脂多糖(LPS)中挽救肺泡巨噬细胞。方法本实验研究对象选择大鼠肺泡巨噬细胞NR8383,从细胞层面阐述HO-1对NLRP3炎症小体的作用机制。实验流程主要分为三步:首先,验证HO-1能否提高细胞活力,并从m RNA水平和蛋白水平检测炎症相关蛋白(NLRP3、ASC、Caspaes-1)以及细胞因子(IL-1β、IL-18)的表达量;其次,验证TXNIP是否参与NLRP3炎症小体激活的过程,之后验证HO-1是否通过TXNIP抑制NLRP3炎症小体的激活;最后,检测ROS是否参与TXNIP/NLRP3炎症小体的激活,进一步验证HO-1是否通过ROS抑制TXNIP/NLRP3炎症小体的激活过程。根据实验分组要求,NR8383细胞可以接受HO-1 si RNA、Con si RNA、hemin(HO-1的特异性诱导剂)、LPS、TXNIP si RNA以及NAC(ROS的特异性抑制剂)预处理。使用MTT比色法检测细胞活力,RT-q PCR检测各m RNA的含量(HO-1、NLRP3、ASC、Caspaes-1、TXNIP),Western Blot检测各蛋白含量(HO-1、TXNIP、NLRP3、ASC、Caspaes-1),ELISA检测细胞因子的浓度(IL-1β、IL-18),流式细胞术检测ROS含量。结果在步骤一中,通过与Con si RNA组比较,HO-1 si RNA能显著下调HO-1的表达量。通过对细胞活力的观察,结果显示使用LPS刺激之后,细胞活力显著下降,基因沉默HO-1使细胞活力进一步下降,然而在LPS刺激的基础上加用hemin细胞活力出现上升。通过检测NLRP3炎症小体相关组成部分以及细胞因子,结果显示LPS刺激之后,炎症相关蛋白、m RNA以及细胞因子均出现上升,基因沉默HO-1使炎症相关蛋白、m RNA以及细胞因子进一步上升,但是接受hemin处理之后却出现下降。在步骤二中,细胞接受LPS刺激之后,TXNIP无论m RNA还是蛋白水平均出现上升,基因沉默HO-1之后TXNIP继续上升,但是在LPS刺激的基础上加用hemin却能降低它的表达。接着本课题组研究了基因沉默TXNIP对HO-1在NLRP3炎症小体激活中抑制作用的影响,结果显示si RNA诱导的TXNIP基因沉默显著抑制NLRP3炎症小体的激活,这反映在NLRP3、ASC和caspase-1蛋白水平的显著降低以及抑制IL-1β和IL-18的表达上。此外,TXNIP基因沉默显著减轻了LPS刺激下hemin对NLRP3炎症蛋白的抑制作用。在步骤三中,首先观察HO-1对ROS的影响,其结果显示,LPS刺激后ROS水平急剧升高,在此基础之上,基因沉默HO-1能进一步增强ROS的表达水平,但是hemin预处理后下调了LPS对ROS的快速增长。接着观察使用ROS的特异性抑制剂NAC对HO-1在NLRP3炎症小体激活过程中抑制作用的影响,其结果显示NAC预处理降低了炎症相关蛋白的表达水平,以及细胞因子IL-1β和IL-18的浓度。此外,研究结果显示在LPS刺激下,NAC显著逆转了hemin对TXNIP和NLRP3炎症蛋白的抑制作用。结论血红素加氧酶-1可通过抑制活性氧的产生,从脂多糖诱导的TXNIP/NLRP3炎症小体激活中拯救肺泡巨噬细胞。