急性肺损害（acute lung injury ，ALI ）是指由严峻伤口、感染、休克等多种非心源性致病要素所导致的急性进行性低氧性呼吸功用不全或呼吸衰竭。ALI 是常见的呼吸危重症，也一直是呼吸危重症医学界研讨的难点和热门。关于ALI 的发病机制、医治手法的研讨虽现已取得了一些开展，可是其发病率及逝世率依然居高不下，病死率仍高达35% ～40% 。此外，ALI 的发病机制触及多个环节，十分复杂，其详细机制现在没有彻底说明。现有的研讨结果以为过度失调的炎症反响是导致ALI 发作、开展的最为重要的要素之一，IL-1β 是极具促炎活性的细胞因子之一，可以促进ALI 的开展。新近研讨亦标明，NALP3 炎性体是活化caspase-1 、调控IL-1β 老练和排泄的分子渠道，由此提示针对NALP3 炎性体的靶向医治或许成为有远景的防治ALI 的办法之一。NALP3 炎性体在ALI 发作、开展中的效果正日益遭到重视，本文就NALP3 炎性体在ALI 中的研讨开展作一总述。
一、 NALP3 炎性体的组成和生理效果
1.NALP3 炎性体的组成：NALP3 炎性体是分子量约为700 kDa 的多蛋白复合体，由NALP3NACHT-LRR-PYD-containing protein3 ）、联接蛋白ASC6poptosis-associated speck-like protein containinga CARD ）以及效应蛋白caspase-1 （cysteine asparticacid specific protease ）组成。其间NALP3 是组成NALP3 炎性体的中心蛋白，是寡核苷酸结合寡聚化结构域样受体（nucleotide –bindingoligomerization domain like receptors ，NLRs ）宗族成员之一。
NALP3 包含有3 个不同的结构域：①LRR （leucine-rich-repeat ）结构域：坐落NALP3 分子C 端的含有11 个亮氨酸的重复序列，首要经过蛋白与蛋白或是蛋白与糖脂的相互效果来特异性地勘探和辨认配体；②NACHT （Naip ，CIITA ，HET-E ，TP1 ）结构域：坐落NALP3 分子的中心，调理该分子的自我寡聚体化，对NALP3 的活化起重要效果；③PYD （pyrindomain ）结构域：坐落NALP3 分子的N 端，介导蛋白与蛋白间的相互效果完成信号转导。NALP3 在NALP3 炎性体中的功用首要是特异性地辨认配体，将下流的联接蛋白和效应分子联系起来。
联接蛋白ASC 是Pycard 基因编码的由195 个氨基酸残基组成的衔接蛋白，包含2 个不同的结构域：①PYD （pyrindomain ）结构域：坐落ASC 的N 端，可与激活的NALP3 分子N 端的PYD 结构域结合；②CARD （caspase recruitment domain ）结构域：坐落ASC 的C 端，首要发挥招募caspase-1 至炎性体的效果。ASC 是衔接上游的NALP3 和下流的caspase-1 的重要衔接蛋白。
caspase-1 是首要的效应分子，当NALP3 炎性体拼装完成后，NALP3 的聚居化完成了pro-caspase-1 间空间间隔的挨近，使其进而经过本身酶解催化构成具有生物活性的caspase-1 。
2.NALP3 炎性体的生理效果：NALP3 在中性粒细胞、单核细胞、树突细胞、B 细胞和T 细胞等多种细胞中均有表达，首要散布在细胞质及细胞膜中，能敏捷辨认各种外源性微生物以及内源性危险信号，前者包含病毒、细菌、真菌、微生物成分如脂多糖（LPS ）、胞壁酰二肽（MDP ）、病毒双链DNA 、细菌RNA 等；而内源性危险信号则包含安排或细胞遭受损坏后开释的尿酸、炎症状态下细胞开释的ATP 及细胞坏死产品等。上述配体被NALP3 辨认、结合之后，便会始动NALP3 炎性体的拼装，激活NALP3 炎性体，使得pro-caspase-1 本身酶解生成具有生物活性的caspase-1 。caspase-1 的活化则进一步促进pro-IL-1β 被加工为老练的有生物活性的IL-1β 并被排泄到细胞外。IL-1β 进一步激活IL-1 受体复合物，诱导多种与炎症级联反响相关的细胞因子的表达及活化，发作相应的炎症免疫应对反响，与多种本身免疫性疾病及非感染性全身性疾病密切相关。
二、 NALP3 炎性体与 ALI
ALI 是常见的呼吸危重症，其发病机制十分复杂，触及多个环节。现有的研讨结果以为过度失调的炎症反响是介导ALI 发作、开展的最为重要的要素之一。鉴于上述NALP3 炎性体及其活化的caspase-1 在诱导多种细胞因子老练和排泄、始动炎症级联反响等方面的效果，有研讨企图讨论NALP3 炎性体与ALI 的发作、开展的联系。
1.NALP3 炎性体诱导ALI 病程中肺泡上皮通透性的添加：为了模仿体内肺泡巨噬细胞- 上皮细胞的相互效果，Kolliputi 等选用人白血病单核细胞1 （human monocytic cell line 1 ，THP-1 ）、Ⅱ型肺泡上皮细胞61veolar epithelial type-Ⅱ cells ，AT-Ⅱ ）细胞共培育模型研讨显现，高浓度氧气或许是神经酰胺可以诱导THP-1 、AT-Ⅱ 细胞共培育模型中AT-Ⅱ 细胞的通透性明显添加，而选用siRNA 搅扰技能缄默沉静THP-1 细胞中NALP3 炎性体相关基因蛋白的表达后，则会明显按捺高浓度氧气或许是神经酰胺所诱导的AT-Ⅱ 细胞通透性的添加。这些研讨结果提示NALP3 炎性体的激活促进了肺泡上皮细胞通透性的添加；针对NALP3 炎性体的靶向医治可以下降ALI 病程中肺泡上皮细胞的通透性，改进上皮屏障功用。
2.NALP3 炎性体介导ALI 晚期炎症反响、安排修正以及纤维化：Riteau 等选用博来霉素诱导急性肺损害至肺纤维化的小鼠模型研讨发现，博来霉素气道给药诱导肺安排损害，开释内源性危险信号比方尿酸、ATP 等，激活NALP3 炎性体，促进细胞因子IL-1β 的老练和排泄，一方面介导炎症反响，另一方面又介导重塑及肺纤维化（图1 ）。进一步的研讨发现，在组成、代谢水平按捺内源性危险信号或许外源性的给予拮抗剂按捺NALP3 炎性体的激活，可以约束博来霉素诱导的缓慢炎症、重塑以及纤维化的病程开展。这些研讨结果提示NALP3 炎性体介导了继发于ALI 之后的晚期炎症反响、安排修正及肺纤维化，或许是缓慢肺部炎症及纤维化的医治靶点。
3.NALP3 炎性体促进ALI 病程中细胞因子的发作：鉴于NALP3 炎性体的激活对ALI 功用学目标的影响，也有不少研讨企图在细胞因子水平讨论相关机制。继往有研讨选用失血性休克（HemorrhagicShock ，HS ）致ALI 的小鼠模型发现，HS 可诱导安排、细胞开释高迁移率蛋白1 （high mobilitygroup box1 ，HMGBl ），而HMGB1 是典型的损害相关分子形式分子，经过效果于TLR4 、TLR2 等受体激活内皮细胞NAD （P ）H 氧化酶，诱导发作活性氧（reactive oxygenspecies ，ROS ），使得硫氧还蛋白相互效果蛋白（thioredoxin-interacting protein ，TXNIP ）从硫氧还蛋白（thioredoxin ，TRX ）中解离出来，发作的TXNIP 直接与NALP3 结合，激活NALP3 炎性体，诱导IL-1β 的老练和排泄（图1 ）。此外，Kolliputi 等选用高浓度氧气诱导ALI 的小鼠模型研讨发现，高氧可以诱导细胞内ATP 向细胞外开释，导致细胞外ATP 浓度升高。胞外ATP 与嘌呤型P2X7 受体结合，逐步敞开pannexin-1 非选择性阳离子通道，导致钾离子的外流，活化NALP3 炎性体，诱导促炎细胞因子IL-1β 的老练和排泄（图1 ）。相似的，亦有研讨显现，在高氧性ALI 中，细胞内神经酰胺的水平是明显升高的，而神经酰胺则诱导NALP3 炎性体的激活，促进炎性细胞因子IL-1β 、TNF-α 、IL-6 的发作。
4.NALP3 炎性体相关蛋白及下流细胞因子的临床意义：新近Dolinay 等在临床水平讨论了炎性体复合物及其下流的细胞因子与ALI/ARDS 发作、开展的联系。该研讨显现，与SIRS 患者比较，伴有ARDS 的脓毒症患者外周血中炎性体相关蛋白及其下流细胞因子（caspase-1 、IL-18 、IL-1β ）的mRNA 转录本是明显升高的；伴有ARDS 的脓毒症患者入ICU 时的血浆中IL-18 表达水平也是明显高于未发作ARDS 的危重症患者的，并且入ICU 时血浆IL-18 水平还跟着疾病严峻程度的添加而添加，与逝世危险呈正相关。上述研讨结果提示，在HS 诱导ALI 小鼠模型、高浓度氧气诱导ALI 小鼠模型中，内源性危险信号HMGB1 、胞外ATP 别离经过ROS 途径、钾离子外流，使得NALP3 炎性体活化，激活caspase-1 ，促进炎性细胞因子的发作，始动炎症级联反响，介导肺损害和肺泡上皮细胞通透性的添加（图1 ）。此外，NALP3 在介导炎症级联反响终究导致ALI 的一起，也促进了ALI 病程晚期的炎症反响、安排修正以及肺纤维化（图1 ）。别的，NALP3 炎性体下流细胞因子IL-18 的表达水平与ARDS 患者的疾病严峻程度、逝世危险呈正相关。NALP3 炎性体有望成为防治ALI 的有用靶点之一。
图 1 不同ALI 动物模型中，NALP3 炎性体、caspase-1 、IL-1β 与ALI 的联系
三、结语
如图1 所示，高浓度氧气、博来霉素均能诱导细胞外ATP 浓度的升高，由P2X7/pannexin-1 轴介导钾离子的外流，然后活化NALP3 炎性体；此外，博来霉素还能诱导损害细胞开释尿酸，进而激活NALP3 炎性体。而失血性休克则经由HMGB1 ，激活NAD （P ）H 氧化酶，诱导ROS 的发作，然后激活NALP3 炎性体。由此可见，在不同的ALI 小鼠模型中，不同的影响要素可经过不同的分子机制激活NALP3 炎性体，使得pro-caspase-1 本身酶解生成具有生物活性的caspase-1 。而活化的caspase-1 则进一步促进pro-IL-1β 被加工为老练的有生物活性的IL-1β 并被排泄到细胞外，促进炎症反响的级联扩大，导致肺泡上皮通透性添加，促进ALI 病程晚期的安排修正以及肺纤维化病变。综上，NALP3 炎性体介导了ALI 的发作、开展，针对NALP3 炎性体的靶向医治或许是防治ALI 的有用办法之一。
