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炎症体NLRP3发挥作用的相关调控机制的论文

2024-04-13 07:53:36 收藏本文 下载本文

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炎症体NLRP3发挥作用的相关调控机制的论文

篇1:炎症体NLRP3发挥作用的相关调控机制的论文

炎症体的概念最早由 Martinon 等[1]提出,其来源主要是模式识别受体 ( pattern recognition receptors,PRRs) 中的核苷酸结合寡聚化结构域 ( nucleotide-binding oligomerization domain,NOD) 样受体 ( NOD-like receptors,NLRs) 在活化含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白酶 1 ( caspase-1) 过程中形成的大分子蛋白复合体,而该过程对白细胞介素 ( interleukin,IL) -1β 等促炎因子的成熟、分泌起到重要作用。目前发现的炎症体包括 NLRP1、NLRP3、细胞质 DNA 传感器黑色素瘤缺乏因子 ( absent in melanoma,AIM) 、白细胞介素转换酶激活因子 ( interleukin-1β converting enzyme pro-tease-activating factor,IPAF) 等,其中以 NLRP3 研究最为深入。

NLRP3 炎症体的组成与激活

NLRP3 炎症体的组成 NLRP3 炎症体主要由 NL-RP3 蛋白、caspase-1、凋亡相关点样蛋白 ( apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD,ASC )组成。NLRP3 蛋白的主要结构为核苷酸结合寡聚化结构域 ( nucleotide-binding oligomerization domain,NOD/NACHT) 及其 C-端的亮氨酸重复序列 ( leucine richrepeat,LRR ) 和 N-端 的 胱 天 蛋 白 酶 募 集 结 构 域( caspase-activating and recruitment domain,CARD) 或热蛋白结构域 ( pyrin domain,PYD)[2].caspase 家族主要与细胞凋亡和炎症反应相关,作为 caspase 家族的一员,caspase-1 主要参与炎症反应,其与促炎细胞因子 IL-1β 和 IL-18 前体的成熟、分泌密切相关,在NLRP3炎症体促炎作用中发挥核心作用。ASC 主要结构包括与 NLRP3 蛋白连接的 PYD 和与 caspase-1 连接的 CARD.作为衔接蛋白的 ASC,其磷酸化在炎症体激活过程中尤为重要,并且酪氨酸激酶 ( spleen tyro-sine kinase,SYK) 、c-Jun 氨基末端激酶 ( c-Jun N-ter-minal kinase,JNK) 能上调 ASC 的磷酸化[3].

NLRP3 炎症体的激活 与 Toll 样受体 ( Toll-likereceptor,TLR) 不同,NLRP3 主要在细胞内感受刺激呈递信号[4].研究发现,多种外源性和内源性刺激物可激活 NLRP3 炎症体,如脂多糖 ( lipopolysaccharide,LPS)[1]、尿 酸 结 晶 ( monosodium urate,MSU)[5]、ATP[6]、胆固醇结晶[7]、氧化低密度脂蛋白 ( oxidizedlow-density lipoprotein,ox-LDL)[8]等。关于其激活过程,目前认为可能与钾离子流出机制[6]、活性氧 ( re-active oxygen species,ROS) 产生机制[9]和溶酶体损伤机制[10]有关。此外,NLRP3 炎症体的激活还涉及TLRs 和核因子 κB ( nuclear factor-κB,NF-κB) 的相关通路[11].

篇2:炎症体NLRP3发挥作用的相关调控机制的论文

氧化应激反应与 NLRP3 炎症体的激活 氧化应激是指机体遭受各种刺激时体内氧化与抗氧化作用失衡,大量氧化产物堆积,导致机体损伤的一种病理过程,其中线粒体产生的 ROS 在氧化应激中发挥重要作用。近来研究发现,线粒体与 NLRP3 炎症体的激活关系密切。多数研究认为,NLRP3 炎症体激活是由线粒体与溶酶体相关作用介导的,且该过程主要与 ROS 的产生有关[12].如 ox-LDL 不仅在动脉粥样硬化 ( ather-osclerosis,AS) 的发病过程中起到重要作用,而且能够刺 激 NLRP3 炎 症 体 的. 激 活,该 过 程 需 依 赖ROS[13-14].在高半胱氨酸存在的肾小球损伤及硬化过程中,内源性的超氧化物 ( O2-) 、过氧化氢 ( H2O2)在 NLRP3 炎症体的形成和激活中有重要作用[15].

Zhou 等[16]通过阻断呼吸链上的关键酶 Complex I 和Complex Ⅲ的方法促进 ROS 的生成,并在人单核细胞型淋巴瘤 THP1 细胞培养上清液中观察到 ROS 的产生与 IL-1β 的生成相关,而在敲除 NLRP3 或 caspase-1 基因的 THP1 细胞中应用呼吸链酶抑制剂后并未观测到IL-1β 的分泌。为了更直接地确定线粒体在 NLRP3 炎症体激活中的作用,其在随后的研究中采用阻断与ROS 产生关系更为密切的电压依赖型阴离子通道( voltage-dependent anion channels,VDAC) 的方式,通过短 发 夹 RNA ( short hairpin RNA,shRNA) 沉 默VDAC 基因,再应用 MSU 等刺激物后,炎症体的激活受到明显抑制。在人骨髓间充质干细胞 ( human mar-row mesenchymal stem cells,hMSCs) 与巨噬细胞共培养的过程中,应用 LPS 或者 ATP 刺激巨噬细胞观察NLRP3 炎症体的激活情况,结果发现 hMSCs 可以分泌一种被称为斯钙素 ( stanniocalcin,STC) -1 的抗凋亡蛋白,它可以通过抑制 ROS 产生来阻止 NLRP3 炎症体激活及 IL-1β 分泌[17].此外,吞噬细胞表达的两种蛋白 S100A8 和 S100A9 可以通过 ROS 产生过程参与NLRP3 蛋白和 IL-1β 前体的表达[18].

另有不同观点认为,NLRP3 炎症体的激活并不一定依赖 ROS 的产生。恶唑烷酮类抗生素利奈唑胺可以不依赖 ROS 而激活 NLRP3 炎症体,ROS 可能并不是直接在 NLRP3 炎症体激活中发挥作用,而是对成熟后的 IL-1β 的外排过程起作用。但无论是否依赖 ROS,激活 NLRP3 的通路都与线粒体功能障碍相关,特别是与线粒体脂质双磷脂酰甘油相关,其可能机制为线粒体脂质双磷脂酰甘油可以直接与 NLRP3 结合组成聚合物来抑制 NLRP3 炎症体的激活[19-20].因而有学者提出,线粒体参与 NLRP3 炎症体激活的过程不仅是从ROS 产生途径,还依赖于线粒体的整体功能[21].

内质网应激反应与 NLRP3 炎症体的激活 内质网应激 ( endoplasmic reticulum stress,ERS) 在慢性炎症类疾病的发生发展中起到重要作用,而其与炎症相关性的具体机制仍不清楚。多种 ERS 诱导剂可以引起IL-1β 的分泌,其主要机制可能是 ERS 通过作用于NF-κB 信号通路,促进 IL-1β 前体物质的释放并激活NLRP3 实现的[22].有研究显示,在烫伤小鼠模型中注射 LPS 后,其肝脏组织中 NLRP3 炎症体相关基因和ERS 相关基因蛋白表达量明显增加[23].应用牛血清白蛋白刺激肾脏上皮细胞 ( NRK-52E) 可导致 NLRP3炎症体的激活,同时表达的还有内质网标志物钙网蛋白,而应用牛磺熊去氧胆酸 ( taurine-conjugated ur-sodeoxycholic acid,TUDCA) 使细胞对 ERS 适应性增加后可以抑制炎症体激活,表明 ERS 在炎症体的激活过程中发挥作用,增强细胞对 ERS 的适应性可以抑制炎症体的激活,进而改善蛋白尿对肾上皮细胞的炎性损伤[24].X 盒结合蛋白 1 ( X-box-binding protein 1,XBP1) 是 ERS 反应的重要转录调控因子,是多种疾病的潜在治疗靶点,相关研究显示其可能通过内质网相关瞬时感受器电位钙离子通道蛋白 1 ( transient re-ceptor potential calcium channel protein 1,TRPC1) 分泌的一种新的信号肽参与 NLRP3 炎症体调节的 IL-1β/IL-18 的成熟及下游免疫反应过程[25].未折叠蛋白反应 ( unfolded protein response,UPR) 是 ERS 中的一条重要信号通路。有研究认为,硫氧还原蛋白相互作用蛋白 ( thioredoxin-interacting protein,TXNIP) 在 UPR中起重要作用,且 TXNIP 的产生依赖需肌醇酶 1α( inositol requiring kinase1α,IRE1α) ,上调 TXNIP 表达水平有助于 NLRP3 炎症体的激活[26].ERS 之所以能够引起 NLRP3 炎症体激活并促进促炎因子 IL-1β 释放,可能与通过内质网起作用的促炎信号和 NLRP3 炎症体激活的相关机制如 ROS 产生、钾离子外流等过程关系密切,在发生 ERS 的细胞内,NLRP3 炎症体可以感知并响应 ERS 下游信号,最终通过不同于 UPR 的不典型 ERS 反应,使得 ERS 与慢性炎症相联系[27].

另有相反的观点认为,促炎因子 IL-1β 的成熟、分泌与 ERS 相关,但与 NLRP3 炎症体无关。应用 LPS刺激巨噬细胞使其发生 ERS,发现 IL-1β 前体物质的成熟 在 ASC 蛋 白 缺 失 的 情 况 下 发 生,该 过 程 中caspase-8 起到重要作用,而 caspase-8 的激活又依赖TLR4 及其招募的 β 干扰 素 TIR 结构域衔接蛋白( TIR-domain-containing adaptor inducing interferon-β,TRIF) 信号分子,故认为 IL-1β 的成熟分泌与 NLRP3无关,而是通过 TLR4-ERS 相关通路调控[28].

自噬反应与炎症体激活的相互调控 自噬在疾病中的作用越来越受到人们的关注,新近研究发现,NLRP3 炎症体与自噬能够相互调控。自噬可以双向调控 NLRP3 炎症体的激活。在大鼠胰岛瘤细胞系 ( insu-linoma cell line,INS-1 ) 中,棕榈酸 ( palmitic acid,PA) 可以诱导自噬,将含有自噬相关基因 7 ( autoph-agy-related 7,Atg7) 片段的质粒转染入 INS-1 后,与对照组相比组织蛋白酶 B ( cathepsin B,CTSB) 、促炎因子表达均明显增加; 在应用 siRNA 沉默 CTSB 后,IL-1β 等促炎因子表达减少; 沉默 NLRP3 基因后,与对照组相比 IL-1β 等促炎因子明显减少,表明在 INS-1内自噬反应可以促进 NLRP3 炎症体的激活,且该过程是通过过表达 CTSB 实现的[29].与此相反,在巨噬细胞离体实验中,抑制自噬蛋白 LC3B 和 Beclin1 的表达后,在 LPS 或 ATP 刺激下 caspase-1、IL-1β/IL-18 的表达反而增加,进一步实验证明适度自噬反应可以维持线粒体的完整性,进而抑制 NLRP3 炎症体的激活[30].以上研究表明,自噬反应发生后对炎症体激活是促进还是抑制似乎与自噬程度相关。此外,炎症体激活后也可以促进或抑制自噬反应,但这种双向调控的具体机制还不明确。通过激活炎症体,尤其是NLRP3炎症体,可以抑制线粒体自噬,影响线粒体的自我清除,进而对 AS 等疾病进展起到促进作用[31].

也有相反的研究显示,NLRP3 炎症体的激活可以促进自噬,应用 MSU 刺激骨母细胞 ( osteoblasts,OBs) 可以激活 NLRP3 炎症体并诱导 NLRP3 依赖的自噬反应,同时 NLRP3 炎症体还参与调控 OBs 内尿酸结晶-自噬体 ( MSU-autophagosomes) 的形成[32].

总结与展望

模式识别受体在先天性免疫中发挥重要作用,其参与的无菌炎症等反应在多种代谢性疾病中的作用越来越受到人们的重视。AS 等代谢性疾病的发生是以炎症反应为主要改变的复杂病理过程,而炎症体作为纽带将炎症与氧化应激、ERS、自噬等病理过程相联系,为更深入研究相关疾病的发病机制并发现可能的有效治疗靶点提供了方向。但目前相关研究还有很大局限性,如线粒体与 NLRP3 炎症体的激活关系是否通过 ROS 产生过程实现有待证实; 虽然多数研究肯定NLRP3炎症体的激活与自噬作用相关,但炎症体激活与自噬反应之间的双向调控作用还有待进一步探讨。总之,炎症体相关调控机制可能为AS、糖尿病等代谢性疾病的防治提供新的方向,需要更为深入的研究。

参考文献

[1] Martinon F,Burns K,Tschop PJ. The inflammasome: a mo-lecular platform triggering activation of inflammatory caspasesand processing of pro IL-β [J]. Mol Cell,,10 ( 2) :417-446.

[2] Schroder K,Tschop PJ. The inflammasomes [J]. Cell,,140( 6) : 821-832.

[3] Hara H,Tsuchiya K,Kawamura I,et al. Phosphorylationof the adaptor ASC acts as a molecular switch that controls theformation of speck-like aggregates and inflammasome activity[J]. Nat Immunol,,14( 12) : 1247-1255.

[4] Franchi L,McDonald C,Kanneganti TD,et al. Nucleotide-binding oligomerization domain-like receptors: intracellularpattern recognition molecules for pathogen detection and hostdefense [J]. J Immunol,,177( 6) : 3507-3513.

[5] Shi Y,Evans JE,Rock KL. Molecular identification of adanger signal that alerts the immune system to dying cells[J]. Nature,,425( 6957) : 516-521.

篇3:浅谈高校体育教学中学生心理障碍成因及调控机制论文

浅谈高校体育教学中学生心理障碍成因及调控机制论文

摘要:从体育教学实践中发现,由于学生的身体机能、身体素质、情感、意志、个性特征等方面的差异或教师自身修养问题,使学生在进行某些具有一定难度或危险性的学习时,经常会造成不同程度的心理障碍。因此,为了更好地完成体育教学的目的任务,提高体育教学质量,帮助学生克服和消除心理障碍,文章对其形成的原因及调控机制进行了分析研究。

关键词:体育教学 心理降碍 学校体育

1问题的提出

一般而言,体育教育总是和身体发展密切相关。它强调的是对学生健康体魄的塑造,因此在某种意义上对心理健康的关注会出现一定程度的忽视。同时由于学生在身体机能、身体素质、情感、意志、个性特征等方面的差异,使学生在进行某些具有一定难度或危险性的学习时,经常会造成不同程度的心理障碍。因此,为了更好地完成体育教学的目的任务,提高体育教学质量,帮助学生克服或降低心理障碍是进行体育教学工作的重要环节。

2研究对象和研究方法

2.1研究对象

山东省部分高校学生,其中男337人,女113人。

2.2研究方法

2.2.1文献资料法

查阅了90年代以来与之相关的论文几十余篇。全面了解了本课题领域的研究现状,确定了研究的基本思路和方向。

2.2.2问卷调查法

参照心理健康卫生心理健康自评量表(SCL-90),引用杨剑博士的健康自评问卷部分内容,设计体育课心理障碍调查表。通过随机抽查方式对山东省部分高校学生进行了调查,调查人数为520人,收回有效问卷450份,有效回收率87%,其中男337人,女113人

2.2.3实验测试法

测试调查对象的身高、体重、肺活量、台阶试验、立定跳远和握力等六项数据,并通过对各抽样学生的体质测试与评估指导对测试的原始数据进行评分,得出体质总分、身高标准体重分数、肺活量体重指数分数、握力体重指数分数、台阶试验分数和立定跳远分数等六项反应学生体质状况的等级分数。

3研究结果与分析

3.1体育教学中学生心理障碍的表现及成因

体育课是注重理论与实践相结合的一门课程,因其特殊性,学生在体育实践过程中,产生心理障碍的因素较多,其外在表现也是比较多。

3.1.1学生生理因素是学生产生心理障碍的主要因素

3.1.1.1身体机能差是学生产生心理障碍的重要生理因素

从调查表中看出(见表1),不少学生对自己的体质不是很满意,体质需要提高,由于体育课的实践性比较强,需要有健全的肢体来完成,如果身体能力不强,在完成技术动作时,势必在心理上会产生不同程度的心理障碍。

3.1.1.2运动体能是学生产生心理障碍的主要生理因素

在体育课中,需要通过肢体的相互配合来做出一些动作技术,动作技术的好坏主要通过肢体速度、力量、耐力、柔韧等来完成,因此对于身体素质差的学生来说,在上体育课时,心理压力大,产生心理障碍。从调查表2中可看出,学生在力量、速度、柔韧方面存在较大差异,大部分学生需要提高自身身体素质。

3.1.1.3对学生体质测试结果分析

通过以上内容知道,体质和身体素质越好,心理负担越小,产生心理障碍的程度越小,反之,心理障碍就会越大。依据学生体质测试的等级标准,将身高体重指数分数、肺活量体重指数分数、握力体重指数分数、台阶试验分数和立定跳远成绩、体质总体评价划分为四个等级:优秀、良好、及格和不及格;为便于比较,本研究将体重正常者归为优秀组,将较低体重者归为良好组,稍胖体重者归为及格组;将肥胖和营养不良者归为不及格组。将所测得的六项原始成绩经过评分后,得到6项指标的评分和等级,按体质等级统计得到如表3的结果。从体质总体评价等级来看,%%的学生体质等级达到及格及以上水平,说明学生的体质状况整体较好。然而,从另外5项指标的具体分布情况来看,学生的某一指标发展不均衡,有些指标整体偏低,如立定跳远和肺活量体重指数不及格的比例分别高达45%和25%。体质状况的不均衡发展,导致学生在进行某一项动作技术练习时,产生不同程度的心理障碍。因此,增强学生体质,深化体育教学改革,促进青少年学生身心协调发展已势在必行。

3.1.2心理因素造成学生在体育课中产生不同程度的心理障碍

3.1.2.1心理失衡是学生产生心理障碍的主要心理因素之一

社会的高速发展,对人才的要求更高,加上社会环境、学校、家庭、就业等各种压力下,造成部分学生心理扭曲,人格结构平衡感失衡,出走、自杀、自惨现象严重。在体育课中表现为上课孤僻不合群,讨厌体育教师,僧恨或嫉妒比他好的同学,不愿与学生一块练习。 3.1.2.2学生情绪障碍也是学生产生心理障碍的重要心理因素

调查显示,认为学习体育动机不明确(消极)中完全符合占22%,较符合占22%,由于学校引导方向以及教师自身素养,使大部分学生不能充分认识其在社会发展的地位和作用,对前途认识迷茫,无所适从,产生消极的不良心理,更没认识到体育对自己终身的重要性,普遍存在一种轻视心理,上体育课故意请假、无故缺席,即使上课,情绪也不高,不愿主动练习。调查中,认为体育教材应该有所突破中符合占83%,本人认为教材的设置应以省编教材为蓝本,根据各学校的具体情况,开设对学生有吸引力、有兴趣、有特色的教学内容,使学生的身心得到全面的发展,并使其终身受益。

3.1.2.3学生认知障碍也是影响学生在体育课中产生心理障碍的重要因素

认知障碍是指人们在思维、记忆或注意等心理活动过程中发生困难或异常。在体育教学过程中由不同的'劣性刺激也会引起认知障碍。调查显示,为数不少的学生在学习动作技术时,其记忆、思维、注意等方面存在问题,有些学生能较快的理解某一技术动作要领,却有些学生较慢,因此正确对待学生这些问题,充分利用体育的特殊性,培养学生在记忆、思维、注意等方面的能力。

3.1.3人际关系不强是影响学生心理障碍的另一因素

人际关系是覆盖面很大的一种社会关系,它是指人与人之间直接接触产生心理上的关系,心理上的距离。人际关系反映了个人或团体寻求满足其需要的心理状态。调查中显示相当一部分学生,由于个性心理、学校、家庭和社会等因素,导致学生社会较往能力差,比较闭塞。在体育活动中表现为神情冷淡、练习消极、不合群,集体项目不热心参加,交际范围比较窄,不善于言辞,受到其它同学冷淡,久而久之,更加自闭。

3.2体育教学中克服学生心理障碍的调控对策

3.2.1体育教学应努力培养学生的体育能力,为心理健康发展提供物质保证。

体育能力是一种特殊能力,它是由体育智力、体育知识、体育技术及体育技能构成的一种个性身心品质的综合体。这一综合体在体育运动中表现出来就是能顺利地、成功地完成一系列体育活动。要培养他们的体育能力,首先就要对他们的身体基本活动能力、体育运动能力、自我锻炼身体能力、运动保健能力等方面进行调查研究,从而真正了解当前大学生的体育能力。然后针对学生的体育能力,学校的体育教学主管部门,应当负起责任,给学生制定运动处方,建立合理的锻炼计划,同时学校应积极配合体育部门提供较好的资源设施。

3.2.2结合体育特点,组织丰富多彩的体育教学活动,针对性地进行心理健康教育

在体育教学的安排上,可以结合课堂教学,在课外组织许多不同内容、不同形式的体育活动,如校系及班的球类比赛、拔河比赛,登山和越野跑等身体活动,一方面可以充实大学生的业余生活,另一方面又能陶冶学生的情操,建立良好的人际关系,增强团队精神,让学生充分感受集体的力量,要学会与队员分享快乐、一起承受失败,使学生有良好的心态。

3.2.3建立教师队伍评价体系,抓好体育教师队伍素质的建设

体育教师在课中充分体现主导性,与学生之间的互动性要强。学校要做好考评、奖惩机制,抓好体育教师队伍建设,健全学校教师的培养体系,加大培养力度,提高教师的自身素养,使体育教师具备较高的体育素养和心理素养,为学生提供优质服务。

3.2.4加大体育投人力度,建立体育俱乐部。

俱乐部是建立在体育课、体育锻炼和比赛的基础上,让学生管理自己的新兴活动团体。它能有效地利用学生的课余时间,让他们有计划、有目的、有发展地参加体育锻炼,使其既强健体魄、陶冶情操,同时加强了学生之间的联系,对学生的身心发展都相当有利。

4结论及建议

4.1学生躯体机能和运动机能因素是学生产生心理障碍的内因之一,同时随着心理障碍程度的加重,学生体质状况呈下降趋势,建议体育教学应努力培养学生的体育能力,为心理健康发展提供物质保证。

4.2学生心理失衡、认知障碍和人际关系差都会使学生产生心理障碍因素。建议体育课中应组织丰富多彩的体育教学活动,针对性地进行心理健康教育,使学生形成健康的心理品质。

4.3体育教师自身素养差,不能正确引导学生练习,也是学生产生心理障碍的因素之一。建议学校要抓好体育教师师资队伍的建设,营造良好的课堂气氛,减轻学生心理负担。

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