聚焦中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)
中性粒细胞胞外诱捕网(neutrophil extracellular traps,NETs)是由解压的细胞外染色质丝组成的丝状网状结构,由中性粒细胞的DNA、组蛋白和细胞毒性颗粒衍生蛋白等构成。中性粒细胞(PMN)的功能主要是通过脱颗粒、吞噬作用和形成NETs来发挥作用。
NETs是PMN细胞响应多种病原体而形成的丝网状胞外结构。活性氧(ROS)和组蛋白瓜氨酸化是NETs形成的特征之一。
NETs将病原体包裹在DNA、组蛋白、蛋白酶和其他细胞毒性和高度炎症化合物的网络中,杀死病原体。在NET形成时,会依赖ROS、髓过氧化物酶(MPO)和中性粒细胞弹性蛋白(NE)来降解组蛋白,解聚染色体。NE同时会降解肌动蛋白骨架,阻碍其移动和吞噬的能力。核膜和颗粒膜溶解。最后,NE激活Caspase11,Casepase11与膜上的Gasdermin-D结合,使质膜完整性丧失,NETs被释放到胞外空间。Gasdermin D是一种成孔的细胞质蛋白,在质膜通透性的后期阶段牵涉其中。质膜破裂后,含有颗粒蛋白的瓜氨酸核DNA支架以云的形式释放在细胞外空间,导致中性粒细胞死亡。
因此,NETs基本特征是中性粒细胞发生剧烈形态变化的同时释放疏松的染色质、瓜氨酸化组蛋白和抗菌肽到细胞外空间并形成网络,此过程称为NETosis。这种中性粒死亡方式又不同于凋亡和坏死,因为NETs形成早于凋亡,不依赖于caspase3,也不伴随DNA片段形成。中性粒活化的过程伴随着NETs形成。
阻断IL8-CXCR2轴、阻断CXCR1和CXCR2可以抑制各自诱导的NETs形成过程。
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肿瘤
在肿瘤微环境中,肿瘤细胞释放细胞因子和趋化因子,如IL-8、G-CSF、CXCL5和CXCL6,从血液中招募PMN到肿瘤部位以释放NETs。
NETs在肿瘤细胞周围形成网络,通过物理屏障作用保护肿瘤细胞免受细胞CTL和NK细胞的杀伤。NET衍生的NE激活肿瘤细胞上的TLR4信号传导,促进线粒体产生ATP,从而促进肿瘤的发展。随后,NET促进癌细胞迁移,分别通过NET-DNA诱导肿瘤的趋化作用和诱导EMT促使上皮衍生的癌细胞具有侵袭性的特点这两种机制。在血管生成中,NET可以影响内皮细胞间接触并增加其通透性,也有人认为NET相关蛋白酶可以帮助肿瘤建立其所需的血液供应。并且NETs可以通过多种手段抑制免疫生态位的形成。值得注意的是,NETs也有抗肿瘤作用。
各项研究表明,癌症患者中高水平的 NETs 与更差的预后、转移、早期复发密切相关,这有望作为癌症诊断和预后标志物。应用 DNA酶 (DNase) 或肽精氨酸脱亚胺酶4 (Peptidylarginine Deiminase 4, PAD4) 抑制剂、NE抑制剂等药物,能够阻止NETs的形成,进而消除NETs促进肿瘤转移的效应。
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心血管
NETs可损伤内皮细胞,诱导血小板活化形成血管内血栓。癌症也是一种血管疾病。由于肿瘤周围细胞丢失和血管完整性差,组织因子(TF)和细胞外基质(ECM)在血管内暴露诱导血小板活化和NET的形成。NETs跟血小板可以诱导血管重塑,一旦被激活,将促进其他器官的血管功能障碍。
各种生活方式危险因素(如吸烟、不良饮食和压力)或代谢危险因素(如肥胖、糖尿病、高血糖、高胆固醇血症或代谢综合征),可能与癌症相互影响,从而放大癌症对血管健康的影响。
血浆中的NETs相关生物标志物水平在冠心病、缺血性脑卒中和静脉血栓栓塞症时发生显著改变,并与病情严重程度、临床结局显著相关。
参考文献
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