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目的:血管内皮细胞焦亡(Pyroptosis)可改变血管内皮完整性和破坏斑块稳定性,在动脉粥样硬化的发生发展中起着重要作用。本实验研究多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)中PCB118暴露对人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)发生焦亡的影响,并研究其内在发生机制,期望为动脉粥样硬化和心血管疾病的预防和治疗提供新的靶点。方法:1)将HUVECs暴露于浓度为0.1、0.5、1.0、5.0、10μM(高浓度)PCB118中培养48h后:(1)用CCK-8和LDH检测法评估PCB118对血管内皮细胞活力和细胞膜完整性损伤的影响并建立损伤浓度;(2)10μM PCB118与20μM坏死抑制剂Necrostatin-1(NEC)或5mM焦亡抑制剂Glycine(Gly)分别培养HUVECs 48h,用LDH检测法鉴别高浓度PCB118暴露引起的HUVECs细胞膜完整性损伤是由细胞坏死还是细胞焦亡引起;(3)细胞焦亡具有Caspase-1依赖性,用10μM PCB118与10μg/ml的Caspase-1抑制剂AC-YVAD共培养HUVECs 48h,再经Western blotting和LDH检测法进一步证实高浓度PCB118暴露可引起细胞焦亡发生;2)HUVECs经siRNA技术沉默NLRP3基因后与10μM PCB118共培养48h,用Western blotting、LDH和免疫共沉淀法评估高浓度PCB118诱导的Caspase-1炎症小体依赖的细胞焦亡是否依赖于NLRP3炎症小体途径;3)10μM PCB118与50μM抗氧化剂VitaminE共同培养HUVECs 48h,用Western blotting、LDH、ROS和免疫共沉淀法评估高浓度PCB118诱导的NLRP3炎症小体依赖的细胞焦亡是否依赖于ROS途径。结果:1)高浓度PCB118暴露HUVECs可抑制细胞活力和损伤细胞膜完整性:PCB118浓度为10μM时细胞活力降低约30%,LDH释放量也明显增加,是对照组的2倍以上;2)高浓度PCB118暴露引起的HUVECs细胞膜完整性损伤由细胞焦亡引起:加入20μM坏死抑制剂Necrostatin-1(NEC)后没有明显降低LDH释放量,加入5mM焦亡抑制剂Glycine(Gly)后LDH释放量降低了约30%;3)高浓度PCB118暴露引起的细胞焦亡具有Caspase-1依赖性:随着PCB118浓度增加,血管内皮细胞活化型Caspase-1及IL-1β表达水平增加,经10μg/ml Caspase-1抑制剂AC-YVAD处理后血管内皮细胞活化型Caspase-1及IL-1β表达水平降低,同时LDH释放量也降低约25%;4)高浓度PCB118诱导的Caspase-1依赖的细胞焦亡依赖于NLRP3炎症小体途径:在10μM PCB118浓度时,NLRP3蛋白表达水平明显增加,提示PCB118诱导的细胞焦亡可能依赖于NLRP3炎症小体途径;免疫共沉淀结果证实内皮细胞中与TMS1/ASC蛋白结合的NLRP3以及Caspase-1水平也明显增加;沉默NLRP3基因后,NLRP3、活化型Caspase-1和IL-1β蛋白表达水平较野生型HUVECs明显降低,同时LDH释放较野生型细胞降低30%左右;5)高浓度PCB118诱导的NLRP3炎症小体依赖的细胞焦亡依赖于ROS途径:10μM PCB118条件下细胞内ROS水平比对照组增加1倍,加入50μM抗氧化剂VitaminE后,ROS、LDH水平比对照组明显降低,同时NLRP3、活化型Caspase-1和IL-1β表达水平也明显降低,细胞内与TMS1/ASC蛋白结合的NLRP3、Caspase-1水平也明显减少。结论:1)高浓度PCB118可明显影响血管内皮细胞活力;2)高浓度PCB118可通过激活Caspase-1诱导血管内皮细胞发生焦亡;3)高浓度PCB118诱导的细胞焦亡依赖于NLRP3炎症小体途径;4)高浓度PCB118诱导NLRP3炎症小体依赖的细胞焦亡依赖于ROS途径。