二甲双胍通过NLRP3炎症小体通路对皮肤角质形成细胞增殖和凋亡的双向调节研究

摘要: 背景　扁平苔藓是一种皮肤 - 黏膜慢性炎症性疾病。因其病因不明，许多患者治疗效果欠佳，严重影响生活质量，有必要深入研究扁平苔藓的发病机制，为其药物筛选提供新靶点。目的　探讨二甲双胍通过 NLRP3 炎症小体通路对皮肤角质形成细胞增殖和凋亡的调控作用。方法　实验时间为 2020 年 1 月—2023 年 12 月。体外实验以人永生化角质形成细胞株 HaCaT 为研究对象，分为 4 组：对照组、脂多糖（LPS）组（5 μg/mL）、二甲双胍组（Met组：10 mmol/L）、LPS 与二甲双胍联合组（LPS+Met 组：LPS 5 μg/mL 刺激 2 h 后，再给予二甲双胍 10 mmol/L 处理）。体内实验以 BALB/c 小鼠为研究对象，利用咪喹莫特涂抹小鼠背部皮肤诱导了银屑病样皮炎模型，并制备了二甲双胍乳膏进行治疗，将小鼠随机分为 3 组：对照组、咪喹莫特组（IMQ 组）、咪喹莫特与二甲双胍联合组（IMQ+Met 组），每组 10 只；对照组小鼠于背部涂抹凡士林，IMQ 组小鼠于背部涂抹咪喹莫特软膏，IMQ+Met 组小鼠于背部涂抹 IMQ软膏 12 h 后再涂抹二甲双胍乳膏；1 次 /d，连续 7 d。采用细胞增殖试剂盒（CCK-8）和流式细胞术检测二甲双胍对HaCaT 细胞增殖和凋亡的影响；采用 Western Blot、酶联免疫吸附实验（ELISA）和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶 1（Caspase-1）活性实验检测二甲双胍处理 HaCaT 细胞后 NLRP3 炎症小体通路的蛋白表达情况及活性水平；最后采用皮肤组织切片苏木精 - 伊红（HE）染色和免疫组化检测二甲双胍对咪喹莫特诱导银屑病小鼠皮炎的抗炎效果。结果　CCK-8 实验结果显示：LPS 组、Met 组、LPS+Met 组 HaCaT 细胞 48 h 存活率均低于对照组，而 LPS+Met 组 HaCaT 细胞 48 h 存活率高于 LPS 组（P<0.05）。流式细胞术结果显示：LPS 组、Met 组 HaCaT 细胞 48 h G2/M 期细胞、细胞凋亡比例均高于对照组，而 LPS+Met 组 HaCaT 细胞 48 h G2/M 期细胞、细胞凋亡比例低于 LPS 组（P<0.05）。Western blot 结果显示：LPS 组、Met 组 HaCaT 细胞 NOD 样受体蛋白 3（NLRP3）炎症小体通路 Caspase-1 p40、Caspase-1 p20、白介素（IL）-1β、IL-18 蛋白表达均高于对照组，而 LPS+Met 组 HaCaT 细胞 NLRP3 炎症小体通路 Caspase-1 p40、Caspase-1 p20、IL-1β、IL-18 蛋白表达低于 LPS 组（P<0.05）。ELISA 实验结果显示：LPS 组、Met 组 HaCaT 细胞 NLRP3 炎症小体通路 IL-1β、IL-18 水平、Caspase-1 相对活性均高于对照组，而 LPS+Met 组 HaCaT 细胞 NLRP3 炎症小体通路 IL-1β、IL-18 水平、Caspase-1 相对活性低于 LPS 组（P<0.05）。皮肤组织切片 HE 染色显示：IMQ+Met 组小鼠二甲双胍涂抹明显改善了咪喹莫特对皮肤的损害。免疫组化结果显示：IMQ+Met 组小鼠则显著降低了 NLRP3、Caspase-1、IL-1β和 IL-18 的表达。结论　甲双胍通过 NLRP3 炎症小体通路双向调节皮肤角质形成细胞的增殖和凋亡，并能够改善咪喹莫特诱导的银屑病样小鼠的皮肤损害，有望为二甲双胍临床上用于治疗扁平苔藓提供理论依据。