崔隽/李春炜合作揭示NLRP3炎症小体在鼻病毒诱导气道黏膜重塑中的功能和机制

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病毒感染（特别是人类鼻病毒）是诱发和加剧上下呼吸道炎症的最常见原因之一。呼吸道上皮作为黏膜第一道防线，是维持黏膜稳态的关键细胞，其通过多种模式识别受体有效应对呼吸道病毒等外界病原体的入侵。NLRP3炎症小体是一类重要的胞内识别受体，可感知外源性和内源性的“危险信号”（包括病毒的RNA），通过介导IL-1b的产生在宿主细胞内起免疫防御作用；过度的炎症小体激活将导致或加重呼吸道黏膜的慢性炎症。以往在呼吸道的研究中，人们主要关注NLRP3炎症小体在巨噬细胞等免疫细胞中的功能，对于其在非免疫细胞（如呼吸道上皮细胞）中的功能及其作用机制仍知之甚少。上皮细胞是呼吸道病毒（包括鼻病毒）的主要宿主细胞，而病毒引起的细胞固有免疫反应、细胞死亡以及功能的变化将导致黏膜发生病理改变。因此，上皮的NLRP3炎症小体是否为呼吸道常见病毒（鼻病毒）诱导的炎症加剧的重要机制有待研究。

近日，中山大学附属第一医院李春炜教授课题组和中山大学生命科学学院崔隽教授课题组合作在Journal of Allergy and Clinical Immunology杂志上发表题为 NLRP3 contributes to inflammation,pyroptosis, and mucin production in human airway epithelium upon rhinovirusinfection的研究论文 【1】，揭示了呼吸道上皮NLRP3炎症小体可介导鼻病毒引起的上皮细胞IL-1b的释放、细胞焦亡和粘液产生，以上细胞免疫反应和功能的改变是鼻病毒诱导气道黏膜重塑的重要机制。

该研究利用人原代鼻上皮细胞3D培养模型模拟呼吸道上皮的功能和特性，发现鼻病毒感染的上皮细胞IL-1b释放增加，细胞出现死亡以及粘液产生增多的细胞表型改变；通过抑制NLRP3炎症小体（NLRP3和caspasae-1）及其上游分子DDX33/DDX58和下游引起焦亡的分子GSDMD,确定鼻病毒所诱导的上述细胞免疫和功能改变依赖于DDX33/DDX58–NLRP3–caspase-1–GSDMD 信号轴；进一步研究发现鼻病毒感染的患者鼻黏膜上皮更容易出现杯状细胞增生的病理改变，且粘液增多的上皮中NLRP3和IL-1b表达水平较正常上皮或单纯基细胞增生的上皮有显著升高。

图一：鼻病毒通过DDX33/DDX58–NLRP3–caspase-1–GSDMD 信号轴调控气道黏膜重塑的工作模型。

该工作揭示了NLRP3炎症小体在鼻病毒引起的呼吸道上皮细胞免疫和功能改变中的关键作用，证明了呼吸道上皮炎症小体在调控黏膜（宿主）- 病原体相互作用的新机制，为NLRP3炎症小体作为控制气道慢性炎症的干预靶点提供理论基础和转化意义。

据悉，李春炜教授和崔隽教授为共同通讯作者，中山大学生命科学学院的刘涛博士和王丽邱博士以及中山大学附属第一医院的周宇涛博士和李丽月博士为共同第一作者。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.jaci.2019.05.006

制版人：小娴子

参考文献

1. Tao Liu*, Yu Tao Zhou*, Li Qiu Wang*,Li Yue Li, MD*, Qing Bao, Shuo Tian, Mei Xin Chen, He Xin Chen, JunCui#, Chun Wei Li#. NLRP3 contributes to inflammation,pyroptosis, and mucin production in human airway epithelium upon rhinovirusinfection. Journal of Allergy and Clinical Immunology DOI:https://doi.org/10.1016/j.jaci.2019.05.006