[发明专利]以NLRP3为靶点的药物筛选细胞模型及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用NLRP3基因3’-UTR稳定性建立的筛选模型来发现内源性稳定NLRP3mRNA的代谢产物，筛选外源性抗感染天然药物的新方法，属于分子药理学领域。

背景技术

NLRP3炎性体具有调控机体慢性炎症反应的功能，其组成包括NLRP3(NLR family，pyrin domaincontaining3)、凋亡相关斑点样蛋白(Apoptosis-associated speck-like protein containing CARD，ASC)和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1(Cysteine-requiring aspartate protease-1，Caspase-1)，是内源性或外源性危险信号的胞质内感受器，是活化caspase-1的分子平台，调控白细胞介素-1β(Interleukin-1β，IL-1β)和IL-18等促炎细胞因子的成熟和分泌。IL-1β是一个经典的促炎性细胞因子，活化的IL-1β与靶细胞上的IL-1受体结合，激活IL-1信号通路和髓样分化因子(Myeloid differentiation factor，MyD88)依赖的NF-κB通路，促进IL-1等促炎因子转录，诱导机体炎症反应。研究证实，IL-1β是促进多种代谢性疾病发生发展的重要炎症因子，阻断其生物学效应能有效缓解代谢性疾病的进展。研究发现，在2型糖尿病(Type2diabetes，T2D)、动脉粥样硬化(Atherosclerosis，As)、非酒精性脂肪性肝炎(Non-alcoholic steato hepatitis，NASH)、肥胖病、痛风和阿尔茨海默病(Alzheimer's disease，AD)中，相应的胰岛淀粉样多肽(IIAPP)、胆固醇晶体、棕榈酸盐、神经酰胺、尿酸盐晶体和β淀粉样蛋白（Aβ)均可通过激活NLRP3炎性体促进IL-1β成熟与分泌，提示NLRP3炎性体活化在机体异常代谢促进代谢性疾病进展中发挥关键作用。

NLRP3炎性体能够感知多种微生物及代谢产物激活信号，如MSU、焦磷酸钙晶体(Calcium pyrophosphate dihy drate，CPPD)、二氧化硅(Silica)、日本脑炎病毒(JapaneseEncephalitis virus，JEV)、棕榈酸盐(Palmitate)、人呼吸道合胞病毒(Human respiratory syncytial virus，RSV)、β淀粉样蛋白(Amyloid-β，Aβ)、二氧化硅晶体(Silica crystals)、胆固醇晶体（Cholesterol crystals）等，不同信号激活NLRP3炎性体的机制不同。目前主要有以下3种假说：线粒体DNA假说、活性氧假说和溶酶体破裂假说。

第一种线粒体DNA假说。线粒体损伤释放的线粒体DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）通过与NLRP3结合可以激活NLRP3炎性体。第二种活性氧假说。线粒体来源的活性氧(Reactive oxygen species，ROS)是调控NLRP3炎性体活化的关键信号。第三种溶酶体破裂假说。细胞吞噬晶体或颗粒等物质后导致溶酶体酸化，肿胀破裂释放内容物至胞浆，激活NLRP3炎性体，其中组织蛋白酶-B（cathepsinB）是NLRP3炎性体活化最重要的上游信号。

病原体的刺激激活了NLRP3炎性体复合物的组装，进而启动了caspase-1的活化。活化的caspase-1能发挥多种生物学效应，这使得炎性体复合物在启动炎症反应和抗感染中发挥重要作用。

经由炎性体复合物活化的caspase-1作为一种酶，可以分解多种底物，包括前体IL-1、IL-18和IL-33等，使之成为活化形式。其中IL-1具有广泛的免疫调节作用，并具有致热和介导炎症的作用，它的生物学功能是通过与相应的高亲和力受体结合而介导的。IL-1通过与IL-1受体结合可以:①诱导单核/巨噬细胞产生IL-6和TNF，并通过诱导单核细胞和巨噬细胞产生IL-8介导对中性粒细胞的趋化作用;刺激中性粒细胞释放炎症介质，直接参与炎症发生过程，抑制粒细胞凋亡，促进粒细胞粘附和迁移。②促进胸腺细胞、T细胞的活化增殖和分化。③协同IL-4等细胞因子刺激B细胞的增殖和分化，促进免疫球蛋白的合成和分泌。④增强NK细胞的杀伤活性等。