分子氢通过调节ROS/NLRP3通路发挥对Th17 细胞分化的抑制作用

分子氢通过调节ROS/NLRP3通路发挥对Th17 细胞分化的抑制作用
目的：分泌 IL-17 炎性因子的 Th17 细胞在多发性硬化和实验性自身免疫性脑脊 髓炎发病过程中发挥非常重要的作用。NLRP3 及其相关蛋白分子与多发性硬化和实 验性自身免疫性脑脊髓炎的疾病严重程度密切相关。本部分拟采用体内和体外实验， 来探究氢气对于 Th17 细胞分化的抑制作用是否通过调节 ROS/NLPR3 通路引起。

 
方法：本部分研究分为两个阶段：第一阶段，建立实验性自身免疫性脑脊髓炎动 物，采用随机数字表法共分为两组（n=12）：实验性自身免疫性脑脊髓炎组（EAE 组）， 实验性自身免疫性脑脊髓炎吸入高浓度氢气组（EAE+HCH 组），EAE+HCH 组自致 免后第 12 天开始每日吸入高浓度氢气 2 个小时。另外设有正常对照组（Ctrl组，n=12）。 于实验第 19 天进行组织取材，小鼠脾脏制备单细胞悬液进行体外培养。48 小时后采 用流式细胞术分析 CD4+T 细胞中 DCFHDA 的含量变化；采用 western blot 的方法检 测 NLPR3 相关蛋白的表达水平。第二阶段：从野生型小鼠脾脏制备的单细胞悬液进 行磁性负性分离 naïve T 细胞，再进行 Th17 细胞定向分化，分别给与 ATP 和（或） 富氢培养基处理。采用流式细胞术分析 Th17 细胞的数量，采用 western blot 检测 NLRP3 相关蛋白表达水平。 结果：与 Ctrl 组相比，EAE 组的 CD4+ T 细胞中 ROS 含量明显上升，而氢气吸 入（EAE+HCH 组）可以减少 CD4+ T 细胞中 ROS 的含量。与 EAE 组相比，EAE+HCH 组的 CD4+T 细胞中 IL-1β、Caspase-1 和 NLRP3 蛋白表达水平下降。在体外 Th17 细 胞定向分化过程中实验中，经 ATP 处理的 Th17 细胞数量增加，IL-1β、Caspase-1 和 NLRP3 蛋白表达含量升高；加入富氢培养基处理后，Th17 细胞数量减少，IL-1β、 Caspase-1 和 NLRP3 蛋白表达水平降低。
 
结论：氢气通过减少 CD4+ T 细胞内 ROS 的水平，发挥对 NLRP3 及其下游蛋白 Caspase-1 和 IL-1β 的抑制作用，进一步导致了 Th17 细胞分化数量的降低。
 
综上所述，呼吸氢气可改善实验性自身免疫性脑脊髓炎小鼠神经功能损伤和体重丧失，减轻中枢神经系统炎症反应和髓鞘脱失；氢气可降低 CD4+ T 细胞和 CD11b + 小胶质细胞/巨噬细胞在中枢神经系统和脾脏中数量和比例，减少实验性自身免疫性 脑脊髓炎动物中 Th17 细胞数量比例及特异性炎性因子表达；氢气能够通过降低 CD4+T 细胞内活性氧自由基的水平，抑制 NLRP3 炎性小体激活和下游效应因子表达， 发挥对 Th17 细胞分化过程抑制作用。研究结果提示，高浓度氢气吸入作为一种给氢 方法，对实验性自身免疫性脑脊髓炎具有治疗作用，其机制可能是氢气抗氧化抑制了 NLRP3 炎性小体激活和效应因子释放，导致了 Th17 细胞分化数量的减少，进而缓解 了免疫炎症反应。