中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)的形成机制及其精准检测新方法！

中性粒细胞（Neutrophils）是血液中最常见的白细胞类型之一，它们在免疫系统中扮演着关键的角色。

中性粒细胞是先天免疫吞噬细胞，在免疫防御中起着核心作用。近年来，我们对中性粒细胞在病原体清除、免疫调节和疾病病理中的作用的了解有了显著的进展。

这其中，中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)的网状染色质结构一直处于中性粒细胞生物学新兴趣的最前沿。

今天这篇内容，我们就聚焦中性粒细胞胞外诱捕网（Neutrophil Extracellular Traps，NETs）。包括：组成及形成过程（组成成分/形成机制/分子机制）、疾病应用、精准检测新方法、高分文献解读。

中性粒细胞胞外诱捕网(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NETs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。

NETs的主要结构为去凝聚的染色质（包括核和线粒体DNA）和大量颗粒蛋白。颗粒蛋白的组成取决于诱导NETs形成的具体刺激因素。例如，不同病原菌株（如不同假单胞菌株）可诱导含不同蛋白成分的NETs，这种多样性可能会影响NETs的抗微生物能力。

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。NETs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。

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NETs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。

NETs的检测主要是检测DNA骨架和其中镶嵌组蛋白、NE、MPO以及IL-37等蛋白。

人体免疫系统中中性粒细胞扮演着至关重要的角色。该文献开发了一种7标记物的流式细胞术方案识别外周血中性粒细胞的NETosis（中性粒细胞胞外陷阱的形成），用于分析外周血中性粒细胞的NETosis，能够区分NETotic细胞与坏死细胞，为NETs的量化提供了一种新的、更准确的工具，提高了NETs检测的特异性和准确性。

研究发现，在体外刺激和炎症条件下，所有检测到的NETotic中性粒细胞也表达citrullinated histone H3 (H3cit)。这项研究不仅推动了对中性粒细胞功能的理解，也为炎症性疾病的临床诊断和治疗提供了新的科学依据。

这项创新研究不仅为NETs的研究提供了新的工具，也为相关疾病的诊断和治疗开辟了新的道路。随着流式细胞术技术的不断进步，我们期待着未来在生物医学研究和临床实践中的更多创新应用。

这里为大家汇总了几篇各个领域中NETs的最新研究。

转移是癌症死亡的主要原因，并且治疗耐药性的发展是常见的。肿瘤微环境可以产生化疗耐药性，但对特定宿主细胞如何影响治疗结果知之甚少。我们发现化疗诱导中性粒细胞募集和中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）的形成，这降低了乳腺癌症肺转移小鼠模型的治疗反应。

作者发现，化疗治疗的癌症细胞分泌IL-1β，从而触发NET的形成。诱导化疗耐药性需要两种NET相关蛋白：整合素-αvβ1，其捕获潜在的TGF-β，以及基质金属蛋白酶9，其切割并激活捕获的潜在TGF-β。TGF-β激活导致癌症细胞发生上皮-间质转化，并与化疗耐药性相关。NETs通过捕获和激活细胞因子来调节邻近细胞的活性，并表明可以通过靶向IL-1β-NET-TGF-β轴来降低或预防转移环境中的化疗耐药性。

在酒精相关性肝炎（AH）中，炎症和中性粒细胞计数与不良临床结果相关。在这里，我们研究了中性粒细胞如何导致AH的肝损伤。

作者从AH患者中分离出血液中性粒细胞，以检测NETs，并进行RNA测序以探索其独特特征。中性粒细胞通过增加NET的形成而导致肝损伤，从而增加AH中有缺陷的低密度中性粒细胞（LDNs）。酒精诱导中性粒细胞表型变化；高密度中性粒细胞（HDNs）被激活，而LDNs有缺陷。NET的释放导致LDNs驻留在肝脏中，逃避巨噬细胞的清除。该研究结果提供了可以指导AH治疗干预措施发展的机制见解。

急性肺损伤（ALI）/急性呼吸窘迫综合征（ARDS）是重症监护室患者中普遍存在的危重症，死亡率很高。NETs与ALI/ARDS的发病机制有关，是一个有前景的治疗靶点。

然而，脱氧核糖核酸酶I（DNase I）是目前唯一可用于清除NETs的药物，由于缺乏精确有效的递送策略，其临床应用受到限制。因此，将DNase I靶向递送到发炎的肺部仍然是一个需要解决的关键问题。在此，开发了一种新型的仿生DNase I递送系统（DCNV），该系统采用基因和生物正交工程的细胞纳米囊泡来清除肺NETs。CXC基序趋化因子受体2过表达的细胞纳米囊泡可以模拟ALI/ARDS中中性粒细胞的炎症趋化性，导致肺积聚增强。此外，在脂多糖诱导的ALI小鼠模型中，通过生物正交化学固定化的DNase I在NETs降解中表现出显著的酶活性，从而抑制炎症并保护肺组织。总之，这些发现为利用仿生细胞纳米囊泡递送DNase I治疗ALI/ARDS提供了突破性的概念证明。这一创新策略可能会为各种炎症相关疾病的药物干预开辟一个新时代。