アンドログラフ化は、慢性閉塞性肺疾患の悪化におけるNLRP3インフラマソームの活性化と気道炎症を減衰させます

目的：この研究の目的は、慢性閉塞性肺疾患（AECOPD）の急性増悪におけるアンドログラフ化物（AGP）の抗炎症特性を明らかにすることと、ヌクレオチド結合オリゴマー化ドメイン様受容体タンパク3（NLRP3P3ph）インフラマソーム経路。 方法：エラスターゼとリポ多糖（LPS）の気管内腫瘍化を介して、AECOPDのマウスモデルでin vivo実験を実施しました。腹腔内AGPを4回投与しました。NLRP3インフラマソーム経路分子は、リアルタイムの定量的ポリメラーゼ連鎖反応（RT-QPCR）およびウエスタンブロット分析を使用して検査されました。酵素結合免疫吸着アッセイ（ELISA）を使用することにより、気管支肺胞洗浄液でインターロイキン（IL）-1βレベルをテストしました。AGPがTHP-1由来のマクロファージにおけるNLRP3インフラマソームにどのように影響するかを決定するために、in vitro研究が実施されました。経路に関与する分子のレベルを測定しました。さらに、AGPと経路のターゲット間の相互作用を調査するために、分子ドッキング分析を実施しました。 結果：in vivo研究では、AECOPDを経験しているマウスでNLRP3インフラマソームの活性化が観察されました。高用量AGPの投与は、肺に浸透している炎症細胞への緩和効果を示しました。さらに、AGP投与は、NLRP3の発現を効果的に抑制しました。アポトーシスは、カード（Pycard）、システイニルアスパラギン酸特異的プロテアーゼ-1（カスパーゼ-1）、IL-1β、およびIL-18を含む標本様タンパク質に関連しています。およびタンパク質レベル。in vitro実験では、IL-1βレベルは、対照群と比較して活性化されたインフラマソームを備えたTHP-1由来マクロファージで有意に上昇しました。さらに、NLRP3、CASP1、およびIL1B遺伝子のダウンレギュレーションは、小さな干渉RNA（siRNA）を介したNLRP3発現の阻害時に観察されました。AGPは、NLRP3、カスパーゼ-1、およびIL-1βの遺伝子発現とタンパク質レベルに対する阻害効果を示しました。さらに、分子ドッキング分析により、AGPが経路の5つのターゲットすべてと好ましい結合親和性を示したことが確認されました。 結論：AGPは、NLRP3インフラマソームの活性化を効果的に阻害し、動物モデルとin vitro実験の両方でAECOPDの炎症反応を緩和し、AGPが抗炎症特性を備えたAECOPDの治療としての可能性を強調しました。

PURPOSE: The aim of this study is to uncover the anti-inflammatory propertity of andrographolide (AGP) in acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease (AECOPD) and the underlying mechanisms related to the nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3 (NLRP3) inflammasome pathway. METHODS: An in vivo experiment was conducted on murine model of AECOPD through endotracheal atomization of elastase and lipopolysaccharide (LPS). Intraperitoneal AGP was administered four times. NLRP3 inflammasome pathway molecules were examined using real-time quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR) and Western blot analysis. By using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), we tested interleukin (IL)-1β levels in bronchoalveolar lavage fluid. An in vitro study was conducted to determine how AGP impacts the NLRP3 inflammasome in THP-1 derived macrophages. The levels of molecules involved in the pathway were measured. Furthermore, molecular docking analyses were carried out to investigate the interactions between AGP and pathway targets. RESULTS: In the in vivo study, NLRP3 inflammasome activation was observed in mice experiencing AECOPD. The administration of high-dose AGP demonstrated a mitigating effect on inflammatory cells infiltration in the lungs. Moreover, AGP administration effectively suppressed the expression of NLRP3, apoptosis associated speck-like protein that contains a CARD (PYCARD), cysteinyl aspartate-specific protease-1 (Caspase-1), IL-1β, and IL-18 at both the genetic and protein levels. In the in vitro experiment, IL-1β levels were significantly elevated in THP-1 derived macrophages with activated inflammasome compared to the control group. Furthermore, the downregulation of NLRP3, CASP1, and IL1B genes was observed upon the inhibition of NLRP3 expression through small interfering RNA (siRNA). AGP demonstrated inhibitory effects on the gene expression and protein levels of NLRP3, Caspase-1, and IL-1β. Additionally, molecular docking analysis confirmed that AGP exhibited a favorable binding affinity with all five targets of the pathway. CONCLUSION: AGP effectively inhibited NLRP3 inflammasome activation and mitigated the inflammatory reaction of AECOPD both in animal models and in vitro experiments, highlighting the potential of AGP as a treatment for AECOPD with anti-inflammatory properties.