研究表明NLRP3炎症小体与动脉粥样硬化、急性和慢性呼吸系统疾病、阿尔茨海默病、创伤性脑损伤、急性肾损伤、慢性肾脏疾病和癌症等疾病有关。已知NLRP3炎症小体依赖性炎症反应可由多种危及宿主的信号触发，包括感染、组织损伤和代谢异常。最近研究表明线粒体整合了这些不同触发信号，并将这些信息传递给NLRP3炎性小体。功能失调的线粒体产生活性氧，进而激活炎症小体，引起炎症反应。
NLRP3炎症小体受自噬的负向调控，自噬是一种去除包括线粒体在内的受损或功能失调的细胞器的分解过程。炎症小体和IL-1β信号通路的激活在结肠炎相关的结直肠癌中很大程度上受到保护。然而，由炎性小体和IL-1β信号通路驱动的过度炎症促进了乳腺癌、纤维肉瘤、胃癌和肺转移。有文献表明，根据线粒体氧化抑制和NLRP3炎症小体激活机制，氢气可通过以制这种途径抑制炎症反应。
最近有报道称，内*素刺激的巨噬细胞产生线粒体活性氧可触发NLRP3炎症小体的激活，但靶向线粒体抗氧化剂可抑制线粒体产生活性氧。任等人利用小鼠RAW.7细胞进行体外实验，研究氢气对NLRP3炎症小体激活的影响。他们报告说，LPS刺激这些细胞，在没有氢气的情况下，随着线粒体活性氧的产生，NLRP3、caspase-1和IL-1β的表达增加，但氢气能抑制线粒体活性氧的产生和NLRP3、caspase-1和IL-1β的表达。此外，氢气在LPS刺激下消除线粒体活性氧，从而抑制线粒体活性氧介导的NLRP3去泛素化，这是一种非转录信号系统。这些结果揭示了氢气抑制线粒体活性氧介导的NLRP3生成激活的可能机制。
已有研究表明，活性氧可诱导氧化应激，而氧化应激是急性胰腺炎的重要病因之一。任等人还研究了腹腔注射富含氢气的生理盐水对急性胰腺炎小鼠模型中NLRP3炎症小体激活的影响。结果显示，对照组NLRP3炎症小体激活，NF-κB活性升高，TNF-α、IL-1β等炎症因子的产生增加，但富氢气盐水组明显抑制这些变化。对照组丙二醛(MDA)水平升高，超氧化物歧化酶(SOD)活性降低，而富氢盐水组MDA水平降低，超氧化物歧化酶活性升高。胰腺组织病理学检查也证实了富氢盐水的疗效。他们报告说，在急性胰腺炎中给予富含氢气的生理盐水有助于抑制NLRP3炎性小体活化。
肠缺血/再灌注损伤常导致炎症反应和凝血功能障碍。氢气具有抗炎、抗氧化、抗凋亡的作用。杨等人在大鼠的实验中研究了静脉注射富含氢气的生理盐水对肠道缺血再灌注损伤的影响。他们报告说，给予富含氢气的生理盐水可以提高大鼠的存活率，改善肠道损伤、水肿和细胞凋亡。给予富含氢气的生理盐水可以改善炎症反应，并显著改善缺血再灌注损伤介导的肠道凝血病。他们还报道了富含氢气的生理盐水抑制外周血单个核细胞中NF-κB和NLRP3炎症小体的激活。他们认为富含氢气的生理盐水对凝血障碍和炎症的改善部分是由于NF-κB/NLRP3通路。
肢体缺血再灌注损伤是一种与高发病率和死亡率相关的临床状况。Zou等研究了富氢气生理盐水对肢体缺血再灌注损伤致大鼠急性肺损伤的作用及机制。在松开四肢夹的同时，腹腔内注入富含氢气的生理盐水。结果表明，富含氢气的生理盐水能改善存活，改善肺组织的水肿、损伤和凋亡。富含氢气的生理盐水也能降低血液和肺组织中TNF-α、IL-6、髓过氧化物酶和MDA的水平，增加SOD的活性。此外，富含氢气的生理盐水dawn调节肺组织18中趋化素和NLRP3蛋白的表达。这些结果表明，激活的趋化素/NLRP3信号通路参与了氢气改善急性肺损伤的机制。
神经性疼痛是脊髓神经损伤后的并发症，炎症小体被认为是神经性疼痛的触发器。陈等在之前的研究中证实了氢气对大鼠神经性疼痛模型的保护作用，但其作用机制尚不清楚。因此，他们研究了腹腔注射富含氢气的生理盐水对疼痛模型的影响。结果表明，神经性疼痛刺激脊髓小胶质细胞NLRP3炎症小体的激活和自噬通路。氢气诱导自噬相关蛋白表达，抑制NLRP3通路激活。此外，氢气可减轻神经性疼痛引起的行为反应。他们报道氢气通过其机制去激活自噬介导的NLRP3炎性小体19来改善病理反应。
蛛网膜下腔出血（蛛血）后72h内发生早期脑损伤(EBI)，与炎症和细胞凋亡有关。最近的报道表明富含氢气的生理盐水可以改善蛛血后的EBI，但其机制尚不清楚。邵安文等人研究了富含氢气的生理盐水对蛛血氢气大鼠模型的作用机制。结果显示，对照组蛛血升高脑组织中NLRP3、ASC、caspase-1、IL-1β、cleavedcaspase-3蛋白水平和IL-1β、IL-6、TNF-αmRNA水平，而氢气组这些变化均得到改善。此外，对照组脑组织中活性氧、MDA含量升高，SOD含量降低，而氢气组20改善上述变化。他们报道NF-κB通路和NLRP3炎症小体的失活在一定程度上参与了富含氢气的生理盐水改善EBI20炎症的机制。
蛛血是一种预后不良的脑血管疾病。NLRP3在炎症反应中发挥重要作用，可能导致血管内皮细胞损伤和血脑屏障破坏。庄宗等人研究了吸入氢气气体对大鼠蛛血模型的影响。蛛血上调了NLRP3和ASC的表达，并伴有炎症和凋亡标志物的增加。然而，吸入氢气气体降低了这些标志物，也抑制了NLRP3和ASC的表达。此外，吸入氢气气体也能改善脑水肿和血管痉挛。他们报道，氢气抑制氧化应激相关内皮细胞损伤的机制可能部分涉及抑制活性氧/NLRP3轴的激活。
脓*症相关脑病(SAE)是死亡的主要原因，氧化应激、炎症和凋亡与其发病机制有关。谢等人研究了富含氢气的生理盐水对SAE的作用机制。结果显示，SAE增加了小胶质细胞中NLRP3和Nrf2的表达，而NLRP3抑制剂MCC则抑制了NLRP3的表达、IL-1β和IL-18的释放、细胞凋亡和线粒体功能障碍。在野生型(WT)小鼠中，富含氢气的生理盐水增加了Nrf2的表达，抑制了sae诱导的NLRP3的表达、caspase-1、IL-1β和IL-18的释放、凋亡和线粒体功能障碍，而在Nrf2敲除(KO)小鼠中未观察到氢气的这些作用。他们报告说，Nrf2介导的NLRP3通路参与了氢气抑制SAE的机制。
败血症也是一种有机体失去对感染的控制而发展成致命器官衰竭的情况。陈等人研究了富含氢气的生理盐水对盲肠结扎(CLP)诱导的脓*症小鼠模型的影响。同样，他们也检测了氢气处理对LPS诱导的巨噬细胞的影响。结果表明，氢气治疗可减轻大鼠重要器官损伤、炎症反应、线粒体功能障碍和NLRP3通路激活。此外，氢气处理诱导了LPS和CLP诱导的巨噬细胞自噬。他们报道氢气通过自噬介导的NLRP3失活改善线粒体功能障碍。
近期，陈等证实氢气对多种疾病具有神经保护作用，如神经退行性疾病、创伤性脑损伤、抑郁症、蛛网膜下腔出血、认知功能障碍等。在这篇综述中，他们指出过量的活性氧刺激NF-κB的表达，并通过激活NLRP3炎症小体促进促炎细胞因子的分泌，而氢气可能通过抑制NLRP3炎症小体的作用减弱多种中枢神经系统疾病中的炎症反应。此外，Li等在综述中也报道了NLRP3炎症小体的激活是胰腺炎炎症机制之一，因为任等在急性胰腺小鼠实验中，氢气显著抑制了源处活性氧的产生和NLRP3炎症小体的表达。
参考文献
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孙学*