NLRP3依赖性细胞焦亡加重柯萨奇病毒A16和柯萨奇病毒A10在SH-SY5Y细胞中诱导的炎症反应和病毒复制。

NLRP3-dependent pyroptosis exacerbates coxsackievirus A16 and coxsackievirus A10-induced inflammatory response and viral replication in SH-SY5Y cells.

作者信息Yajie Hu, Wei Zhao, Yaming Lv, Hui Li, Jiang Li, Mingmei Zhong, Dandan Pu, Fuping Jian, Jie Song, Yunhui Zhang
PMID38705479
期刊Virus Res
发布时间2024-07
DOI10.1016/j.virusres.2024.199386

实验完整度

研究包含细胞感染模型、功能实验(细胞活力、LDH、Caspase1)、机制验证(NLRP3激动剂/抑制剂),但未涉及动物模型或患者样本,功能与机制验证层级不够丰富。

主要模型

SH-SY5Y人神经母细胞瘤细胞

重点核对

病毒株:CV-A16亚基因型B(GenBank NO. JN590244.1)和CV-A10亚基因型C(GenBank NO. MN557275) 感染复数(MOI):0.01、0.1和1 NLRP3激动剂Nigericin钠盐浓度:10 μM,预孵育30分钟 NLRP3抑制剂MCC950钠浓度:10 μM,预孵育30分钟 检测时间点:0, 6, 12, 24, 48, 72小时

摘要

柯萨奇病毒A16(CV-A16)和柯萨奇病毒A10(CV-A10)是手足口病(HFMD)更常见的病原体,能够引起严重神经系统综合征并导致高死亡率,但其神经发病机制研究甚少。越来越多的证据表明,焦亡是一种炎症性细胞死亡形式,可能广泛参与嗜神经病毒的致病机制。本研究旨在探讨NLRP3介导的焦亡在CV-A16和CV-A10诱导的炎症性神经病理形成中的作用。研究发现,SH-SY5Y细胞对CV-A16和CV-A10易感,感染可导致细胞活力降低、LDH释放增加以及Caspase1活化。此外,CV-A16和CV-A10感染触发NLRP3介导的焦亡并促进炎症细胞因子释放。激活NLRP3加速焦亡形成并加重炎症反应,而抑制NLRP3则对上述情况有抑制作用。最后,进一步揭示NLRP3激动剂增强病毒复制,而NLRP3抑制剂抑制病毒复制,提示NLRP3驱动的焦亡可能支持CV-A16和CV-A10在SH-SY5Y细胞中的产生。综上,我们的研究揭示了CV-A16和CV-A10通过激发NLRP3炎症小体调控的焦亡诱导炎症反应的机制,进而进一步刺激病毒复制,为CV-A16和CV-A10感染的发病机制提供了新的见解。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
CV-A16和CV-A10感染是否通过NLRP3介导的焦亡诱导炎症反应并影响病毒复制?
核心机制
CV-A16和CV-A10感染激活NLRP3炎症小体,引发Caspase1依赖性焦亡,释放IL-1β和IL-18等炎症因子,进而促进病毒复制。
主要证据
SH-SY5Y细胞中,CV-A16和CV-A10感染导致焦亡特征(细胞活力下降、LDH释放、Caspase1活性升高),NLRP3激动剂(Nigericin)增强焦亡和炎症因子释放及病毒复制,而NLRP3抑制剂(MCC950)则相反。
研究意义
NLRP3介导的焦亡可能是CV-A16和CV-A10感染诱导加剧炎症的重要促成因素,为预防严重免疫病理提供了新的抗炎策略和治疗方向。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

CV-A16和CV-A10感染SH-SY5Y细胞模型的建立

验证SH-SY5Y细胞是否支持CV-A16和CV-A10感染及复制。

以不同MOI(0.01、0.1、1)感染SH-SY5Y细胞,在不同时间点(0-72 h)检测病毒载量(qRT-PCR)、病毒滴度(CCID50)和病毒定位(IF)。

2

检测CV-A16和CV-A10感染诱导的焦亡及炎症反应

评估CV-A16和CV-A10感染是否诱导焦亡和炎症反应。

通过CCK-8、LDH释放、Caspase1活性检测细胞死亡和Caspase1活化;通过Annexin V-FITC/PI染色流式分析细胞死亡类型;通过qRT-PCR、Western blot检测焦亡相关分子(NLRP3、ASC、Caspase1、GSDMD、IL-1β、IL-18)表达;通过ELISA检测IL-1β、IL-18分泌;通过流式检测12种炎症因子。

3

验证NLRP3在CV-A16和CV-A10诱导的焦亡和炎症中的作用

确定NLRP3在病毒感染诱导的焦亡和炎症反应中的具体作用。

使用NLRP3激动剂Nigericin钠盐和抑制剂MCC950钠预孵育细胞,再感染CV-A16或CV-A10。检测细胞活力、LDH释放、Caspase1活性、焦亡相关基因表达、IL-1β/IL-18分泌及炎症因子水平。

4

评估NLRP3对CV-A16和CV-A10病毒复制的影响

验证NLRP3是否影响病毒复制。

在NLRP3激动剂或抑制剂存在下感染细胞,通过qRT-PCR检测病毒载量、CCID50检测病毒滴度、Western blot检测VP1蛋白表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Solarbio--
胎牛血清Corning--
青霉素-链霉素溶液Procell--
抗VP1抗体Millipore--
抗VP1抗体GeneTex--
抗Caspase1抗体Affinity--
FITC标记的驴抗小鼠IgGCST--
Alexa Fluor 594标记的驴抗兔IgGCST--
DAPIBeyotime--
共聚焦激光扫描显微镜Leica--
TRIzol试剂Invitrogen--
SYBR Master MixABI--
NanoDrop 2000cThermo Scientific--
ABI 7500系统ABI--
结晶紫----
CCK-8试剂盒Dojindo Molecular Technologies--
酶标仪Tecan--
LDH细胞毒性检测试剂盒Beyotime--
Caspase1活性检测试剂盒Beyotime--
Annexin V-FITC----
碘化丙啶Solarbio--
NovoCyte流式细胞仪ACEA Bioscience--
总蛋白提取试剂盒Solarbio--
BCA蛋白定量试剂盒BioRad--
PVDF膜Millipore--
抗NLRP3抗体Affinity--
抗ASC抗体Affinity--
抗Caspase1抗体Affinity--
抗Gasdermin D抗体Affinity--
抗IL-1β抗体Affinity--
抗IL-18抗体Affinity--
抗GAPDH抗体CST--
增强化学发光试剂Beyotime--
IL-1β ELISA试剂盒Neobioscience--
IL-8 ELISA试剂盒Neobioscience--
Bio-Plex细胞因子检测RAISECARE--
尼日利亚霉素钠盐MCE--
MCC950钠盐MCE--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
病毒感染
病毒株(CV-A16子代B型,JN590244.1;CV-A10子代C型,MN557275)、感染复数(MOI:0.01、0.1、1)、感染时间(0-72小时)
阅读提示:见材料与方法“细胞培养和处理”及图1图注
NLRP3调控
Nigericin钠盐和MCC950钠的浓度(10 μM)、预孵育时间(30分钟)、处理方式(感染前及感染后持续存在)
阅读提示:见材料与方法“细胞培养和处理”及图5-8图注
细胞死亡检测
CCK-8检测细胞活性、LDH释放检测、Caspase1活性检测、Annexin V-FITC/PI双染流式细胞术
阅读提示:见材料与方法“细胞增殖测定”、“LDH细胞毒性测定”、“活化Caspase1测定”、“流式细胞术评估细胞死亡”
分子表达检测
qRT-PCR引物序列(NLRP3、ASC、Caspase1、GSDMD、IL-1β、IL-18、GAPDH)、Western blot所用抗体及稀释度
阅读提示:见材料与方法“qRT-PCR”、“Western blot”和表1
炎症因子检测
ELISA检测IL-1β、IL-8;Bio-Plex检测12种炎症因子(TNF-α, IL-12, IL-4, IL-17, IL-8, IFN-γ, IL-10, IL-1β, IL-6, IL-2, IFN-α, IL-5)
阅读提示:见材料与方法“ELISA”、“细胞因子定量分析”