小胶质细胞NLRP3炎症体激活在锰诱导神经功能损伤中的作用

摘要

目的 揭示亚急性锰染毒诱导的小胶质细胞对小鼠中枢神经的损伤效应，阐明核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3（NLRP3）炎性小体在其中的关键作用及机制。方法 将C57BL/6小鼠和NLRP3^-/-小鼠各随机分为2组，每组12只，共4组，即对照组、锰组（Mn组）、NLRP3^-/-组和NLRP3^-/-+Mn组。Mn组和NLRP3^-/-+Mn组在第1、4、7、10、13日时，采用皮下注射（100 mg/kg）的方式进行锰暴露，对照组和NLRP3^-/-组给予相同体积生理盐水。运用行为学检测法观察小鼠运动能力改变情况；运用免疫组织化学TH染色法观察小鼠脑组织神经元形态学的改变；运用原子吸收法对各组小鼠血锰含量进行检测；通过qRT-PCR法检测小胶质细胞活化相关标志物IL-18、IL-1β的mRNA表达水平；通过免疫荧光染色实验检测纹状体区内小胶质细胞的激活情况。使用Western blotting检测NLRP3相关蛋白NLRP3、Caspase-1、IL-18、IL-1β的表达情况。结果 与对照组相比，Mn组小鼠运动协调能力明显损伤（P<0.05）,黑质区神经元细胞数量明显降低（P<0.05）,小胶质细胞明显发生活化（P<0.05）,NLRP3及其相关分子NLRP3、Caspase-1、IL-18、IL-1β蛋白表达水平增高（P<0.05）。NLRP3敲除后，锰暴露所诱导小鼠运动协调能力下降显著回升（P<0.05）,且可以逆转锰暴露所诱导的神经元损伤、小胶质细胞活化和NLRP3相关分子蛋白水平表达增加（P<0.05）。结论 锰暴露可能通过诱导小鼠纹状体区小胶质细胞活化，促神经功能损伤；特异性敲除NLRP3基因后，可以抑制锰暴露引起的小胶质细胞活化和神经功能的损伤，起到显著的神经功能保护作用。

关键词

锰暴露 / 小胶质细胞 / 神经功能损伤 / NLRP3炎症体

基金资助

国家自然科学基金国际合作项目(82020108026)