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目的:葡萄糖的衍生物糖化终末产物(AGEs)可促进代谢性炎症的发生发展,但机制不清。本研究探讨NLRP3炎症小体在AGEs诱导胰岛β细胞损伤中的作用。方法:在第一部分实验中:(1)应用NLRP3基因敲除(NLRP3 KO)和野生型C57BL/6J小鼠,给予甘油醛来源的AGEs(Gly–AGEs)和BSA腹腔注射6周,测定葡萄糖耐量、胰岛素释放和胰岛素耐量。收集标本,HE染色观察病理变化并行胰岛炎评分,电镜观察超微结构,Tunel染色测定胰岛细胞凋亡,免疫荧光观察胰岛素、胰高血糖素、IL-1b、NLRP3和F4/80染色。Western blot测定胰腺组织NLRP3炎症小体和MCP-1蛋白表达,比色法测定caspase 1活性,ELISA测定MCP-1水平。(2)C57BL/6J小鼠Gly–AGEs腹腔注射6周,氯膦酸脂质体(COLD-lip)注射清除小鼠体内巨噬细胞,进行相关检测,指标同前。(3)应用Gly–AGEs和不同干预措施(RAGE和NLRP3沉默及抗氧化剂NAC)分别处理MIN6、小鼠原代腹腔巨噬和RAW264.7细胞。测定细胞活性,ROS,细胞凋亡以及葡萄糖刺激的胰岛素释放。Western blot或real-time RT-PCR测定RAGE、NLRP3、ASC、caspase1和MCP-1表达,比色法测定caspase 1活性,ELISA法测定IL-1β分泌。在第二部分实验中:(1)C57BL/6J小鼠分别腹腔注射BSA、Gly–AGEs和葡萄糖来源的AGEs(Glu–AGEs)6周后,进行相关检测,指标同前。(2)检测孵育Gly–AGEs和Glu–AGEs后,NLRP3炎症小体和MCP-1表达的变化。在第三部分实验中:建立测定血浆中甲基乙二醛(MG)浓度的HPLC-MS/MS方法,并检测初诊T2DM患者血浆MG水平,评估MG和其它参数之间的关系。在第四部分实验中:(1)NLRP3 KO和WT小鼠,给予甲基乙二醛来源的AGEs(MG–AGEs)和BSA腹腔注射6周,进行相关检测,指标同前。(2)应用MG–AGEs和不同干预措施处理后,测定RAGE、ROS和NLRP3炎症小体变化。结果:(1)腹腔注射Gly–AGEs可诱导小鼠糖耐量损伤和糖负荷下胰岛素释放功能减低,并导致胰岛β细胞凋亡增多,线粒体结构改变。NLRP3 KO小鼠上述损伤减轻。(2)Gly–AGEs激活小鼠胰腺NLRP3炎症小体,胰岛中巨噬细胞浸润增多,胰岛炎评分增高。NLRP3 KO小鼠caspase 1活性和IL-1β分泌降低,巨噬细胞浸润减少。(3)COLD-lip清除巨噬细胞后改善Gly–AGEs诱导的小鼠胰岛功能和结构损伤。(4)Gly–AGEs使MIN6细胞活力降低,ROS升高,细胞凋亡增多和糖刺激下胰岛素释放能力损伤。NLRP3基因沉默后上述损伤未能改善。(5)Gly–AGEs通过RAGE-ROS途径激活巨噬细胞NLRP3炎症小体。(6)Gly–AGEs腹腔注射小鼠胰腺组织MCP-1蛋白表达和含量升高,NLRP3 KO小鼠部分减少。(7)Gly–AGEs和IL-1β孵育显著上调MIN6细胞MCP-1 mRNA表达。IL-1ra阻断IL-1β上调的MCP-1 mRNA表达。(8)Gly–AGEs激活巨噬细胞NLRP3炎症小体并诱导巨噬细胞浸润小鼠胰岛的效应较Glu–AGEs更强,对小鼠胰岛β细胞损伤作用更为显著。(9)初诊T2DM患者血浆MG水平显著升高,且血浆MG含量与HbA1c和MDA均成正相关。(10)MG–AGEs激活巨噬细胞NLRP3炎症小体。NLRP3 KO亦能改善MG–AGEs导致的小鼠胰岛β细胞功能和结构损伤。结论:AGEs导致小鼠胰岛β细胞结构和功能损伤与激活NLRP3炎症小体有关,NLRP3基因敲除能显著改善AGEs诱导的小鼠胰岛β细胞损害。Gly–AGEs的在体毒性强于Gly–AGEs,与其更强的激活NLRP3炎症小体和诱导巨噬细胞浸润胰岛的效应有关。初诊2型糖尿病患者血浆中AGEs的前体MG水平升高,且MG与HbA1c和MDA成显著正相关。