硝罗唑啉通过抑制NLRP3炎症小体介导的焦亡反应，减轻败血症相关的胰腺损伤

《Toxicology and Applied Pharmacology》：Nitroxoline attenuates sepsis-associated pancreatic injury through inhibiting NLRP3-inflammasome mediated pyroptosis

　　

龚婷子|曾晓辉|李成|刘萍萍

中南大学湘雅医学院附属儿童医院（湖南儿童医院）急诊普通病房，中国湖南省长沙市410007

摘要

目的

在败血症的情况下，胰腺损伤是一种常见且临床上极为严重的并发症，其特点是发病率高和死亡风险大。本研究探讨了新型NLRP3炎性体抑制剂硝唑啉（NTX）通过调节经典的焦亡途径来减轻败血症小鼠胰腺损伤的机制。

材料与方法

通过结扎和穿刺盲肠的操作，在实验动物中诱导了败血症相关的胰腺损伤（SPI）。对于体外机制研究，从胰腺组织中采集原代胰腺腺泡细胞和巨噬细胞并进行培养。通过HE染色评估表明胰腺损伤的病理学改变。使用Hoechst33342/PI双染色法检测胰腺细胞和巨噬细胞中的焦亡现象。IHC分析用于检测胰腺组织切片中的Caspase-1表达，而IF染色用于测量分离出的胰腺腺泡细胞中的Caspase-1水平。ELISA用于定量血清中的炎症细胞因子水平，包括TNF-α、IL-6、IL-1β和IL-18。Western blotting用于检测NLRP3、Caspase-1 p20和GSDMD-N的蛋白质丰度。

结果

NTX治疗减轻了SPI模型小鼠的胰腺组织损伤，损伤评分和坏死区域范围显著降低。高剂量NTX的保护效果优于VX-765组。在SPI组中，NTX显著下调了NLRP3、Caspase-1 p20和GSDMD-N的表达，且高剂量NTX的抑制作用优于VX-765。暴露于不同浓度的NTX显著改善了LPS诱导的焦亡事件，并减少了焦亡胰腺腺泡细胞的比例。LPS刺激后，胰腺腺泡细胞中与焦亡激活相关的蛋白质NLRP3、Caspase-1 p20和GSDMD-N的水平显著增加，而NTX给药后这些增加被消除。此外，NTX还显著减少了巨噬细胞中的焦亡现象以及SPI模型中与焦亡相关的蛋白质表达。

结论

NTX在SPI背景下的保护作用是通过调节胰腺腺泡细胞和巨噬细胞中的病理焦亡激活来实现的，其中NLRP3-Caspase-1-GSDMD焦亡途径是关键的分子机制。

引言

败血症是一种由感染引起的系统性炎症反应失调引发的危及生命的临床综合征，可发展为多器官功能障碍综合征，并伴有较高的死亡率（Martin-Loeches等人，2024年）。败血症的发病机制非常复杂，包括代谢紊乱、表观遗传重编程、免疫失调、肠道屏障损伤、凝血异常和神经内分泌紊乱等多种病理生理紊乱。由于现有的诊断生物标志物和治疗干预措施的局限性，败血症的临床管理仍然是一个巨大的挑战（Wu等人，2024年）。虽然肾、肝和肺功能障碍是败血症患者中最常见的器官损伤，但胰腺在败血症患者和实验动物模型中也容易受到损伤和功能恶化，这使得胰腺损伤成为与败血症相关的严重并发症之一（Liu等人，2015年）。我们之前的研究进一步表明，胰腺损伤在重症儿科患者中很常见，并与疾病严重程度和临床预后呈正相关（I. 重症儿童胰腺疾病国家研究协调组，2016年）。因此，预防和减轻胰腺损伤是败血症临床管理的关键策略，也是优化患者预后的重要措施。

焦亡是一种独特的促炎性程序性细胞死亡方式，已被证实对败血症的病理进展起着关键作用（Liu等人，2024a）。最新研究表明，焦亡与败血症相关并发症的发展有关，包括败血症性脑损伤、肺损伤和心肌病（Song等人，2023年；Cui等人，2023年；Wang等人，2023年）。在经典的焦亡信号通路中，NOD样受体家族中的含pyrin结构域3（NLRP3）激活炎症性Caspase-1，后者催化gasdermin D（GSDMD-N）的N端结构域的切割。GSDMD-N随后转移到细胞膜上，形成膜孔并促进促炎细胞因子IL-1β和IL-18的释放。这一连续的级联反应最终导致细胞肿胀和膜裂解。焦亡主要由该通路中的核心蛋白质调节，包括炎性体、Caspase-1、GSDMD、IL-1β和IL-18及其相应的激动剂和拮抗剂（Hao和Feng，2023年）。最近的研究报告称，NLRP3/caspase-1/GSDMD依赖的信号轴可能通过促进肺泡上皮细胞中的焦亡细胞死亡来介导败血症引起的急性肺损伤（Ji等人，2024年）。然而，NLRP3/caspase-1/GSDMD信号通路在败血症相关胰腺损伤（SPI）背景下调节焦亡的具体机制尚未得到系统和全面的阐明。

硝唑啉（NTX）是一种特征明确的抗菌化合物，由于其重新用于治疗感染性疾病和恶性肿瘤的潜力而受到新的研究关注（Papareddy等人，2025年）。例如，NTX已被临床批准用于治疗单纯性尿路感染（Huang等人，2025年）。然而，NTX是否对败血症相关的胰腺损伤具有任何保护或治疗效果尚未进行探讨。在本研究中，我们建立了败血症相关胰腺损伤（SPI）的小鼠模型，并通过用脂多糖（LPS）刺激原代胰腺腺泡细胞来建立体外细胞模型，以模拟SPI的病理环境。结合体内动物实验和体外细胞实验，我们系统评估了NTX对SPI的治疗效果。

章节片段

动物和分组

本研究使用了8至10周龄、体重在23至26克之间的SPF级雄性C57BL/6小鼠。这些动物来自位于中国湖南省长沙市的湘雅医学院实验动物中心。所有实验方案均经过湖南省人民医院动物伦理委员会的审查和批准（批准编号：XSY2021–42）。动物实验严格遵循相关国家机构的规定进行

硝唑啉减轻了败血症相关胰腺损伤的严重程度

HE染色结果显示，与对照组相比，SPI模型组表现出更强的炎症细胞浸润、更严重的坏死以及更明显的胰腺水肿和充血（图1A）。值得注意的是，NTX干预减轻了SPI诱导的小鼠的胰腺组织损伤，表现为胰腺重量/体重比（图1B）、组织损伤评分（图1C）和坏死面积（图1D）显著降低。

讨论

败血症是全球发病率和死亡率的主要因素，源于宿主对感染刺激的免疫反应失调，其特征是急性器官功能障碍的发展。早期识别这种危及生命的状况具有重要的临床意义，但仍面临诸多挑战（Bottari等人，2024年）。患有败血症的个体面临严重的、可能致命的器官损伤风险

临床试验编号

不适用。

CRediT作者贡献声明

龚婷子：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，可视化，验证，研究，资金获取，数据管理。曾晓辉：可视化，软件，方法学，正式分析。李成：撰写 – 审稿与编辑，监督，项目管理，概念构思。刘萍萍：撰写 – 审稿与编辑，监督，项目管理，概念构思。

伦理批准

实验获得了湖南省人民医院动物伦理委员会的批准（批准编号：XSY2021-42）。所有动物实验均按照相关指南和规定进行，并遵守《PLoS Bio 8(6), e1000412, 2010》中的ARRIVE指南。

资金

本工作得到了湖南省自然科学基金的资助（编号：2026JJ80997和2026JJ50593）。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文报告工作的竞争性财务利益或个人关系。