痛风的急性症状是由对尿酸单钠晶体的炎症反应引发的,主要由巨噬细胞和中性粒细胞介导。先天免疫途径在痛风的发病机制中至关重要,特别是 NLRP3 炎性小体的激活,导致 IL-1β 和其他促炎细胞因子的释放。这种促炎级联反应的编排涉及多种细胞内和细胞外受体和酶,这些受体和酶与调节炎症状态的环境影响相互作用。
痛风性关节炎的体内动物模型被广泛用于研究控制炎症驱动的骨骼和软骨损伤的致病机制。四种常用的模型包括氧酸钾诱导的高尿酸血症模型、MSU 晶体诱导的痛风性关节炎动物模型、急性痛风性关节炎伴高尿酸血症的动物模型和饮食诱导的高尿酸血症。
总结:
① 炎性细胞因子,特别是 IL-1β,是痛风性炎症的关键介质。
② NLRP3 炎性小体是 MSU 晶体触发细胞炎症反应的主要途径。
③ 多种调节途径调节炎性小体的活性和 IL-1β 的释放;这可能部分解释了痛风炎症的临床起源。
④ 饮食会影响痛风中高尿酸血症以及巨噬细胞的炎症状态。
⑤ 痛风性炎症的消退在细胞水平以及炎症小体的激活水平上受到调节。
1. IL - 1信号将炎性小体激活与炎症级联反应联系起来
尿酸钠(MSU)晶体可被先天免疫细胞(如巨噬细胞、单核细胞或中性粒细胞)检测到,这些细胞对IL - 1 β有反应并产生活性。
IL - 1β通过IL - 1受体复合物发出信号,该复合物由IL - 1受体1型(IL - 1R1)及其辅助因子IL - 1受体辅助蛋白(IL - 1RAcP)组成,导致受体蛋白MyD88的募集。IL - 1R1的表达广泛存在于白细胞以及内皮细胞和滑膜细胞上。IL - 1R1的表达导致IL - 1受体相关激酶(IRAKs)(主要是IRAK4)和TNF受体相关因子6 (TRAF6)等效应蛋白的募集。这种蛋白募集触发了i - κB激酶(IKK)复合物,导致NF - κB抑制剂i - κB的磷酸化和降解。
NF - κB的激活开启了细胞因子和中性粒细胞募集趋化因子的转录,这将放大反应并启动复杂的炎症级联反应。
2. 尿酸钠晶体激活NLRP3炎性体
NLRP3炎性体在激活前必须被启动。启动(信号1)是由NF - κ b激活途径介导的,如toll样受体(TLR)家族成员激活的途径。这种信号级联诱导功能性炎性小体成分如NLRP3的表达。尿酸单钠(MSU)晶体提供信号2,触发炎性体的组装。MSU晶体与质膜的相互作用促进了细胞反应,这一反应仍然知之甚少,但包括NLRP3激活的标志,包括钾通过离子通道外溢和线粒体扰动,导致线粒体活性氧(ROS)的产生和释放到细胞质中。NLRP3激活因子,如哺乳动物nima相关的Ser/Thr (Nek)激酶Nek7,随后参与,促进NLRP3寡聚化和炎症小体组装。接合蛋白ASC被募集到炎性小体并成核成朊病毒样细丝。
Caspase - 1被ASC募集并沿着ASC细丝寡聚,导致Caspase - 1的自蛋白水解激活。然后,活性caspase - 1促进pro - IL - 1β的蛋白水解裂解和成熟,使其成为具有生物活性的IL - 1β。Caspase - 1还促进气真皮蛋白D的裂解,产生N端裂解产物,该产物在质膜处寡聚,导致热腐孔的形成。这些毛孔破坏细胞质膜的完整性,并可能促进包括IL - 1β在内的炎症介质的释放。
3. 多种调控途径影响对尿酸钠(MSU)晶体的急性炎症反应
巨噬细胞和中性粒细胞之间的相互作用在急性炎症反应的调节中是重要的。NLRP3炎性小体激活的调节剂,包括乙酸、omega - 3脂肪酸和抗氧化剂,可以抑制IL - 1β -的释放。高浓度的中性粒细胞也有利于中性粒细胞胞外陷阱(NET)聚集体和NETosis的形成,其中含有能够降解炎症细胞因子的蛋白酶。最后,巨噬细胞释放的转化生长因子β (TGFβ)也可以抑制炎症反应。
4. 痛风性炎症的治疗靶点
导致IL - 1信号传导的途径可以通过许多不同的步骤被抑制。影响不同步骤的化合物和药物的例子如上。针对钾外排或线粒体活性氧(ROS)产生的策略是相当不特异性的,NLRP3炎症小体组装的抑制剂,如秋水秋碱或IL - 1β和IL - 1受体(IL - 1R)的抑制剂已经被证明对痛风有效
5. 痛风性关节炎炎症的病理生理学。
6. 可用的IL - 1阻断药物
参考文献:
[1]A brief review on in vivo models for Gouty Arthritis.Tulsi Patil, Arun Soni, Sanjeev Acharya. Metabolism Open.Volume 11, September 2021, 100100.
[2]Inflammation in gout: mechanisms and therapeutic targets.Alexander K. So & Fabio Martinon .Nature Reviews Rheumatology volume 13, pages639–647 (2017)
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