生酮饮食通过抑制NLRP3调控巨噬细胞极化干预中性粒细胞哮喘

摘要

目的 探讨生酮饮食（KD）对中性粒细胞型哮喘（NA）小鼠气道炎症的疗效及其对核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)/巨噬细胞轴的影响。方法 将24只BALB/c雌鼠随机分为4组：对照（ND）组、哮喘模型（NA）组、生酮饮食干预（KD+NA）组、NLRP3抑制剂（MCC950）组。KD+NA组给予生酮饲料喂养，其余组予普通饲料。于第1,7,14天，NA组、KD+NA组及MCC950组腹腔注射鸡卵白蛋白（OVA）联合脂多糖（LPS）致敏，ND组则注射磷酸盐缓冲液（PBS）。第21～34天，除ND组以生理盐水雾化外，其余组均用5%OVA溶液雾化激发，MCC950组于雾化前30 min腹腔注射NLRP3抑制剂，隔日一次，其余组注射等量PBS。在雾化过程中，参照行为学评分标准对小鼠抓鼻、打喷嚏及喘息等症状进行实时评分并求和。实验于第35天结束并处死小鼠，收集小鼠血清、支气管肺泡灌洗液（BALF）及肺组织进行后续分析，用HE染色观察气道炎症细胞浸润及损伤；酶联免疫吸附试验检测BALF中白细胞介素-1β(IL-1β)、IL-17、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的表达；免疫组化分析肺组织中NLRP3、半胱氨酸蛋白酶-1(Caspase-1)和含CARD结构域的凋亡相关颗粒样蛋白（ASC）的蛋白表达水平；流式细胞术定量分析M1/M2型巨噬细胞比例。结果 与对照组比较，哮喘模型组小鼠行为学评分显著升高（P<0.001）；与哮喘模型组比较，NLRP3抑制剂组和生酮饮食干预组小鼠行为学评分显著降低（P<0.01）。与对照组比较，哮喘模型组气道炎症细胞浸润及组织损伤明显加重，其炎症评分显著上升（P<0.001）,BALF中炎症细胞总数、中性粒细胞比例以及炎症因子IL-1β、IL-17和TNF-α水平均显著增高（P<0.001），肺组织中NLRP3、Caspase-1和ASC的蛋白表达水平以及M1/M2型巨噬细胞比例也显著上升（P<0.001）；与哮喘模型组相比，NLRP3抑制剂组和生酮饮食干预组气道炎症细胞浸润及组织损伤明显减轻，其炎症评分显著下降（P<0.001）,BALF中炎症细胞总数、中性粒细胞比例以及炎症因子IL-1β、IL-17和TNF-α水平均显著降低（P<0.01），肺组织中NLRP3、Caspase-1和ASC蛋白表达水平以及M1/M2型巨噬细胞比例也显著下降（P<0.01）。结论 KD通过抑制NLRP3炎症小体活化、调控巨噬细胞从M1型向M2型极化以及下调促炎因子表达，有效改善NA小鼠气道炎症。

关键词

哮喘 / 生酮饮食 / 中性粒细胞哮喘 / 中性粒细胞 / NLRP3 / 巨噬细胞