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背景:过敏性鼻炎(allergic rhinitis,AR)全球发病率居高不下,继发于AR的多种临床症状和疾病严重影响了人类的生活质量。目前国内外对于AR发病机制的研究尚不透彻,且多集中于适应性免疫应答调控,而天然免疫应答在AR发生发展中的作用研究相对较少,特别是针对其中炎症反应的临床治疗手段尚不完善,因此慢性炎症如何维持的调控机制亟待研究。炎症小体过度活化而产生的大量IL-1β是众多慢性炎症性疾病发生和进展的重要机制,其活化过程和放大环路的研究是近年来的热点。新近研究发现炎症小体关键接头分子ASC的聚合体(ASC-specks)可以通过内吞,以类似于旁分泌的形式活化周边细胞诱导其发生焦亡现象,进而形成炎症小体放大环路,发挥局部微环境的促炎效应。目的:探究NLRP3炎症小体在AR发生发展中的作用,揭示其潜在的分子机制,为AR的早期干预和临床治疗提供新的思路和靶标。方法:1、临床样本分析:检测AR患者和正常对照组鼻腔灌洗液中IL-1β和IL-18的表达量;免疫组化分析AR患者和正常对照组鼻黏膜组织内炎症小体活化情况。2、动物模型分析:1)在ovalbumin(OVA)诱导的AR小鼠模型中,检测鼻黏膜组织内炎症小体活化情况;2)在OVA诱导的AR小鼠模型中,比较WT小鼠和NLRP3基因敲除小鼠AR症状,血清内IgE含量,鼻黏膜组织内炎症小体活化情况、炎症因子表达情况以及嗜酸性粒细胞相关因子表达情况;3)在OVA诱导的AR小鼠模型中,给予caspase-1特异性抑制剂干预,建立炎症小体小鼠体内抑制模型,检测小鼠AR症状,血清内IgE含量,鼻黏膜组织内炎症小体活化情况、炎症因子表达情况以及嗜酸性粒细胞相关因子表达情况。3、细胞实验功能分析:应用NLRP3炎症小体经典活化方案(LPS预刺激THP-1细胞6h,ATP再刺激30min)收集ASC-specks复合体,体外刺激LPS预刺激的BEAS-2B细胞,建立模拟鼻黏膜炎症微环境的细胞模型,检测BEAS-2B细胞的活性(是否发生焦亡)及胞内炎症小体活化情况。结果:1、与正常对照组相比,AR患者鼻腔灌洗液中IL-1β和IL-18的表达量显著增高,鼻黏膜组织内caspase-1活化增强、IL-1β表达量增高。2、OVA诱导的AR小鼠鼻腔灌洗液和鼻黏膜组织内IL-1β表达量增多,鼻黏膜组织内caspase-1剪切体和IL-1β剪切体表达增高。3、与WT小鼠相比,NLRP3基因敲除的小鼠AR症状得以明显缓解,血清IgE含量无变化,鼻黏膜组织内促炎性细胞因子IL-6和IL-1β表达量减少,趋化因子Cxcl9和Cxcl10表达量减少,嗜酸性粒细胞活化相关细胞因子IL-4、IL-5和IL-13的表达量减少,嗜酸性粒细胞分泌蛋白Ear1表达量减少,caspase-1剪切体、IL-1β剪切体和Gasdermin D蛋白表达减少。4、与对照组相比,应用caspase-1抑制剂处理后小鼠AR症状得以明显缓解,血清IgE含量无变化,鼻黏膜组织内促炎性细胞因子IL-6和IL-1β表达量减少,趋化因子Cxcl9和Cxcl10表达量减少,嗜酸性粒细胞活化相关细胞因子IL-4、IL-5和IL-13的表达量减少,嗜酸性粒细胞分泌蛋白表达量减少,caspase-1剪切体和IL-1β剪切体减少。5、与对照组相比,使用ASC-specks体外刺激BEAS-2B细胞,细胞上清中LDH释放增多,IL-1β分泌增多,caspase-1剪切体、IL-1β剪切体和Gasdermin D-N均增多。结论:我们的研究发现AR患者和OVA诱导AR小鼠的鼻腔黏膜内炎症小体活化均显著增强;NLRP3缺失可有效抑制AR发生发展过程,减轻鼻黏膜组织内炎症反应,减少鼻黏膜组织内细胞焦亡;使用caspase-1抑制剂治疗可有效缓解AR小鼠病程进展,减轻鼻黏膜组织内炎症反应;进一步机制研究发现ASC-specks的过度聚集及其继发的上皮细胞焦亡促进鼻黏膜组织损伤是炎症小体活化诱发AR的关键因素。本课题研究证实NLRP3炎症小体活化通过维持鼻黏膜微环境的慢性炎症促进AR的发生发展过程,而炎症小体活化导致细胞过度焦亡引起的组织损伤进一步推进AR疾病进展,为临床AR的防治提出新的潜在干预靶点。