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目的:炎症小体是位于细胞胞质内的多蛋白复合物,能够激活炎性含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶（cysteinyl aspartate specific proteinase,Caspase）蛋白激酶,对于机体炎症的发生与控制具有重要的调节作用。其中研究最多的是NOD样受体家族蛋白3（NLR Family Pyrin Domain Containing 3,NLRP3）炎症小体,其包括能够感知微生物感染信号的NLRP3蛋白,配体分子凋亡相关微粒蛋白（apoptosis-associated speck-like protein containing CARD,ASC）,以及随后被募集激活并产生酶效应的Caspase-1。通过NLRP3/ASC激活Caspase-1的方式通常被称为经典NLRP3炎症小体途径。随着对炎症小体激活机制研究的深入,Caspase-11（人直系同源为Caspase-4）介导的非经典NLRP3炎症小体途径被发现,即革兰阴性细菌感染时,病菌或脂多糖（Lipopolysaccharides,LPS）进入胞质,募集激活Caspase-11,Caspase-11作用于Caspase-1,引起白细胞介素1β（Interleukin-1β,IL-1β）、白细胞介素1α（Interleukin-1α,IL-1α）以及白细胞介素18（Interleukin-18,IL-18）的成熟、释放,导致细胞发生炎症性死亡。Caspase-11的激活既可以独立促进细胞发生炎症性死亡以及IL-1α成熟和分泌,又可以通过增强Caspase-1的激活来增加IL-1β和IL-18产生,因此在非经典NLRP3炎症小体途径中Caspase-11的作用更为关键,其激活对机体的损伤、危害更大。然而,目前对于Caspase-11激活的确切机制尚不清楚。根据既往研究推测,细胞质内存在某种未被人们发现的由LPS或革兰氏阴性菌诱导产生的蛋白或者受体,能够与Caspase-11识别并将其激活。与此同时,来自非细胞体系的研究证据显示,组织蛋白酶B（Cathepsin B）是Caspase-11的上游激活物,直接介导了Caspase-11的激活。Hentze等发现,使用LPS与尼日利亚菌素联合刺激THP1细胞后,大量Cathepsin B从溶酶体转移入胞质并迅速活化,同时Caspase-1激活、IL-18生成增多以及细胞死亡增加。因此我们推断,胞质内的LPS或细菌通过影响溶酶体膜的稳定性、通透性,导致大量Cathepsin B从溶酶体外流入胞质并被活化,裂解procasapse-11形成具有酶活性的Casapse-11,最终导致非经典NLRP3炎症小体的激活。方法:本实验共分为3个部分1.动物实验:利用野生型（wild type,WT）小鼠及TLR4-/-小鼠,给予Cathepsin B抑制剂预处理后建立内毒素血症模型,检测肝脏Kupffer细胞（KCs）中Cathepsin B基因、蛋白表达水平、Cathepsin B从溶酶体外流情况、Caspase-11及Caspase-1激活水平。2.细胞实验:分离培养TLR4-/-KCs,分别给予Cathepsin B抑制剂预处理或转染Cathepsin B sh RNA后,给予大剂量LPS刺激,检测Caspase-11、Caspase-1活化情况以及相应的细胞因子分泌水平。3.临床标本检测:收集SIRS以及脓毒症患者外周血标本,检测Cathepsin B蛋白表达及酶活性水平,Caspase-11、Caspase-4激活情况,以及血清中相关炎症因子水平。结果:1.WT小鼠及TLR4-/-小鼠内毒素血症模型中,TLR4-/-小鼠生存率及生存时间明显高于WT小鼠;TLR4-/-小鼠KCs中Cathepsin B基因、蛋白表达水平未见明显改变,胞质中Cathepsin B活性明显增加,Caspase-11及Caspase-1激活水平增加,血清中IL-1β、IL-1α以及IL-18等炎症因子水平显著增高;经Cathepsin B抑制剂预处理后,WT小鼠及TLR4-/-小鼠生存时间均增加,两者KCs胞质中Cathepsin B活性明显降低,TLR4-/-小鼠KCs中Caspase-11及Caspase-1激活水平下降,血清中IL-1β、IL-1α以及IL-18等炎症因子水平明显降低。2.大剂量LPS刺激TLR4-/-KCs,引起胞质内Cathepsin B活性显著增加,Caspase-11、Caspase-1蛋白激活水平明显增加,细胞培养上清中IL-1β、IL-1α以及IL-18等炎症因子水平明显增加;给予Cathepsin B抑制剂预处理或转染Cathepsin B shRNA后,胞质内Cathepsin B活性下降,Caspase-11、Caspase-1蛋白激活水平明显降低,细胞培养上清中IL-1β、IL-1α以及IL-18等炎症因子水平显著下降。3.与健康志愿者相比较,SIRS、内毒素血症以及脓毒症患者外周血单核细胞（peripheral blood mononuclear cells,PBMC）中,Cathepsin B蛋白表达及酶活性水平均增加,Caspase-11、Caspase-4表达水平及激活水平均增加,血清中IL-1β、IL-1α以及IL-18等炎症因子水平显著增高。结论:1.在内毒素血症时,存在Cathepsin B在细胞内的分布、活化异常,即胞质内的Cathepsin B活性增加。2.在活体细胞及动物中,Cathepsin B能够激活Caspase-11从而导致非经典NLRP3炎症小体的活化。3.下调Cathepsin B蛋白表达或抑制Cathepsin B酶活性,能够降低大剂量LPS对KCs的毒性作用,并且显著延长内毒素血症小鼠的生存时间及生存率,对感染LPS的KCs以及内毒素血症小鼠能够产生有效的保护作用。4.证实SIRS以及脓毒症患者PBMC中存在Cathepsin B酶活性的增加,以及分布的异常。