图1、xanthone抑制NLRP3炎症小体第二信号的激活，而不影响第一信号

线粒体功能障碍和钾离子外流是NLRP3炎症小体活化的两个主要发生机制，研究发现xanthone特异性抑制线粒体损伤，而对钾离子外流介导的NLRP3激活不起作用。Xanthone能够防止ATP（NLRP3炎症小体刺激信号）诱导的线粒体碎裂、面积减少和网络结构破坏（图2A-C），其作用在线粒体损伤的早期爆发阶段而不是后期炎症小体介导的扩增阶段（图2D-F）。通过检测ATP刺激后细胞的耗氧率（OCR），研究发现xanthone能够阻止细胞最大呼吸的下降（图2G、H）。此外，xanthone可显著挽救线粒体剩余容量的减少和质子泄漏，而对非线粒体呼吸作用影响不大（图2I、J）。这些数据表明xanthone能够恢复在NLRP3激活后巨噬细胞线粒体的损伤。

图2、xanthone特异性抑制线粒体损伤

为了探究xanthone如何恢复线粒体适应性，作者使用4D蛋白质组学（质谱策略）和非靶向代谢组学对xanthone治疗前后巨噬细胞（样本策略）进行联合分析（图3F）。研究发现xanthone处理可重塑细胞代谢，表现为从糖酵解到柠檬酸循环的剧烈转变，酶蛋白水平的轻微变化（图3G-J）。GO富集分析显示差异主要在线粒体蛋白复合物和内膜，且Xanthone可显著上调细胞对应激的反应（图3M）。进一步将得到的数据与MitoCartaDB线粒体蛋白质数据库进行比对，结果表明xanthone上调了线粒体结构相关基因，而control组细胞则更多地富集了线粒体翻译相关基因（图3N）。总之，研究结果阐明了黄原酮代谢重组巨噬细胞，使其恢复线粒体的适应性和有限的NLRP3炎症体激活。

图3、xanthone代谢重组巨噬细胞，恢复线粒体适应性

那么，xanthone是否能在体内抑制NLRP3炎症小体？研究人员利用LPS诱导全身性脓毒症小鼠，发现腹腔注射xanthone可显著降低血清IL-1β水平，提高存活率，而TNFα水平无变化（图4A-4C）。而对于局部炎症反应，利用小鼠角膜基质内注射LPS诱导角膜炎症模型，表明xanthone滴眼能够显著降低角膜浑浊度，提高角膜临床评分（图4D、E）。组织切片显示xanthone治疗减少了角膜中炎性细胞的浸润，降低角膜厚度，且不影响角膜上皮细胞的生物活性活力（图4F、G）。xanthone可抑制角膜组织中LPS诱导的IL-1β分泌、前半胱天冬酶-1成熟以及Gsdmd裂解，并显著抑制组织浸润巨噬细胞中NLRP3炎症小体的激活（图4H-L）。

参考文献：

1，Cui W, et al., 2021, Screening based identification of xanthone as a novel NLRP3 inflammasome inhibitor via metabolic reprogramming. Clin Transl Med.

2，Jiang D, et al., 2018, The NLRP3 inflammasome: role in metabolic disorders and regulation by metabolic pathways. Cancer Lett.

3，Chi Z, et al., 2020, Histone deacetylase 3 couples mitochondria to drive IL-1β-dependent inflammation by configuring fatty acid oxidation. Mol Cell.