炎症机制新发现：胆碱吸收和代谢过程可以促进NLRP3炎症小体活化

NLRP3炎症小体曾被称为科研界的新秀之星，它在炎症领域中的名气很高，随处可见，甚至在细胞焦亡领域中也占有一席之地，具有“炎症霸主”之称。

NLRP3炎症小体是模式识别受体家族的一员，发挥着抵抗病原物入侵的作用。因其与多种疾病密切相关（痛风，二型糖尿病，阿尔兹海默症等），成为近年来兴起的研究热点。搜索近五年NLRP3相关的文献，相关研究在爆发式增加。仅去年一年，NLRP3相关文章被引频率就高达30233次，相信今年也不会低于这个数字。（笔者也好想站在风口发一篇）

首先让我们来看看这位霸主往日是如何排兵布阵的：

NLRP3炎症小体一般通过以下方式发挥作用：

（1）NLRP3炎性体被激活后分泌成熟的IL-1β，IL-18，引起炎症反应，参与到多种的无菌性炎症疾病的进程。

（2）在应激和炎性的病理条件下，诱导Caspase1依赖的程序性细胞死亡，也称为细胞焦亡。

看看，如此精密的布阵方式，就能看出这位霸主当年的风采，看似沉睡的他将再次复苏，重现科研界。

NLRP3炎症小体活化机制

2019年6月，Cell Metabolism杂志隆重报道：胆碱的吸收和代谢可以促进NLRP3炎症小体的活化，产生更多的炎性因子（IL-1β，IL-18）参与炎症的发生。

现在一起来看看作者是如何发现胆碱与NLRP3炎症小体的关系及胆碱是如何参与NLRP3炎症小体的活化过程：

1、揭示胆碱与NLRP3炎症小体间的关系

作者在用LPS刺激BMDM（骨髓来源的巨噬细胞）时发现：LPS可以显著上调巨噬细胞胆碱转运蛋白CTL1的表达和促进巨噬细胞对胆碱的吸收，且这一过程依赖于NF-κB信号（通过敲除IKKβ蛋白来抑制NF-κB信号可阻断LPS对CTL1的诱导）。

因为NF-κB信号可以通过促进pro-IL-1β和NLRP3蛋白的表达来增强NLRP3炎症小体活化。

太多的巧合终于勾起作者的好奇心，为了揭示胆碱及其代谢过程是否会参与到NLRP3炎症小体活化过程，作者经过一系列的科研实验。

终于发现：当利用shRNA敲低CTL1蛋白（胆碱转运蛋白）时，NLRP3炎症小体的活化受到了显著抑制。与此相一致的是，当将培养细胞的培养基换成不含胆碱的培养基时，NLRP3炎症小体的活化同样受到了显著抑制。这表明CTL1介导的胆碱吸收过程是促进NLRP3炎症小体活化的。

2、胆碱是如何参与NLRP3炎症小体活化过程？

（1）胆碱发挥作用时不可或缺的武器——胆碱激酶

胆碱被吸收后，会被胞内的Chokα（胆碱激酶）磷酸化生磷酸胆碱，所以作者就想探究Chokα是否也参与到胆碱促进NLRP3炎症小体活化过程中。作者发现，利用shRNA敲低Chokα或者利用Chokα抑制剂（RSM932A）对细胞进行处理都可以显著抑制NLRP3炎症小体的活化。

（2）磷酸胆碱是构成线粒体膜脂重要组成成分

胆碱被胆碱激酶（Chokα）磷酸化生成的磷酸胆碱会被用于合成卵磷脂（PC）。因为PC是细胞膜结构的重要组成磷脂，所以作者就想探究CTL1（胆碱转运蛋白）和Chokα（胆碱激酶）促进NLRP3炎症小体活化是否是通过影响PC（卵磷脂）合成，导致细胞膜结构变化来实现的。而之前已有文章报道，线粒体在NLRP3炎症小体活化过程中发挥了非常重要的作用，所以作者检测了胆碱对线粒体膜脂质组成的影响。作者发现，当胆碱缺乏时（利用不含胆碱的培养基处理），线粒体PC（卵磷脂）减少，SM（鞘磷脂）增加。

（3）线粒体膜成分的改变影响线粒体的功能，AMPK信号通路被活化

那么，线粒体膜脂质组成的改变是否会影响线粒体的功能呢？作者发现，当胆碱缺乏时，线粒体呼吸链酶复合物V活性降低以及胞内ATP含量减少，胞内ATP含量减少进而导致AMPK信号活化，从而抑制NLRP3炎症小体活化。

（4）AMPK信号又是如何抑制NLRP3炎症小体活化的？

作者发现，敲除Chokα（胆碱激酶）可以促进线粒体招募自噬蛋白P62/Sqstm1和DRP1，引起线粒体自噬，从而抑制NLRP3炎症小体活化，而这一过程依赖AMPK信号（自噬现象在AMPKα缺陷鼠的细胞中消失）。

总之，胆碱参与NLRP3炎症小体活化的机制如下：

胆碱→被吸收→磷酸胆碱→合成卵磷脂→线粒体膜→维持ATP浓度→抑制AMPK信号通路介导的线粒体自噬→促进NLRP3炎症小体活化

总结：

从全文中实验材料的使用角度上看，我们可以发现，作者对本文中的关键蛋白CTL1（胆碱转运蛋白）和Chokα（胆碱激酶）进行研究时都未构建缺陷鼠，都是利用敲低实验和抑制剂来进行验证（这真是我们这些小实验室的福音，没有缺陷鼠也可以发子刊）。最后，祝愿所有的博士研究生都可以顺利发篇大Paper。

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