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2025国自然热点 | 中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)该如何研究

作者:上海伯豪生物技术有限公司 2024-11-27T00:00 (访问量:4614)

什么是中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)

胞外诱捕网(extracellular traps,ETs)是一种由嗜酸性粒细胞、肥大细胞和单核细胞/巨噬细胞在各种刺激作用下释放到胞外的一种网状结构,是一种以自身DNA和多种颗粒蛋白组成的纤维状结构。该结构可捕获细菌、真菌、病毒和原虫等病原微生物以限制其在体内扩散,并通过高浓度毒性蛋白将其杀伤,是一种先天性免疫胞外防御机制。

中性粒细胞胞外诱捕网(neutrophil extracellular traps, NETs)是其中研究最多也是最热的一个方向。已有研究表明,NETs通常发挥抗菌作用,但过量的NETs可通过自身或增加促炎反应对周围组织造成损伤。

中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)结构[1]

 

中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)是怎么形成的

中性粒细胞通过NETosis的过程形成并释放NETs。“NETosis”是一种有别于细胞坏死和凋亡的中性粒细胞特异性的,程序性的死亡方式。在这个过程中,中性粒细胞感受内外源刺激后产生活性氧(ROS),而后激活PAD4(一种转录后修饰酶),该酶催化组蛋白精氨酸残基瓜氨酸化,导致核膜破坏,促使染色质解聚,并被释放到细胞质中。解聚后的染色质与胞浆内颗粒酶、弹性蛋白酶等酶类充分结合后,组成细胞捕获网,即NETs形成。

NETs形成过程[2]

 

中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)与疾病的关系

NETs通过杀死细菌、真菌、病毒和寄生虫等病原体来保护宿主免受感染。然而,除了在抗菌中发挥核心作用外,NETs也被证明在许多传染性和非传染性疾病的病理生理学中发挥了有害作用。NETs失调可损害宿主组织,促进自身免疫的发展,并导致其他功能障碍,包括转移、血栓形成和不适当的凝血。最近的证据表明,NETs可能在非感染性疾病中发挥作用,包括系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、糖尿病、动脉粥样硬化、血管炎、血栓形成、癌症、伤口愈合和创伤等疾病[3,4]。总之各种类型的肿瘤和炎症性疾病均可做NETs方向的研究。

NETs形成过程在多种疾病中的作用[4]

 

NETs在肿瘤进展和转移中的作用

中性粒细胞渗透肿瘤,被认为是肿瘤转化、肿瘤进展、血管生成和免疫反应调节的关键介质。近年来,已有大量研究表明,NETs参与了肿瘤的发生、进展、转移以及与癌症相关的血栓形成。值得关注的是NETs可以促进炎症,但一些研究人员也开始强调NETs的抗炎作用,例如,NETs可以通过降解细胞因子和趋化因子来抑制炎症。NETs在癌症中具有双重作用,在不同类型和不同阶段的癌症中,NETs的变化是起到促肿瘤或是抗肿瘤的作用,取决于免疫系统的状态以及肿瘤微环境的相互作用

NETs对肿瘤发生发展的影响[5]

 

NETs发文的组学研究思路

根据NETs这一研究热点的特性,小编首推单细胞转录组测序(scRNA-seq)!利用scRNA-seq数据可以针对性地解析NETs相关的中性粒细胞亚群,分析组间中性粒细胞的异质性与免疫浸润情况,挖掘NETs形成过程中的关键调分子以及调控机制,还能探究组织微环境中中性粒细胞与其它细胞的相互作用,简直是量身定制,不要太香!

scRNA-seq揭示调节牙周免疫的 NETs 相关中性粒细胞亚群[6]

 

参考文献:

[1] Wang Y, Liu Y. Neutrophil-Induced Liver Injury and Interactions Between Neutrophils and Liver Sinusoidal Endothelial Cells. Inflammation. 2021 Aug. PMID: 33649876.

[2] Papayannopoulos V. Neutrophil extracellular traps in immunity and disease. Nat Rev Immunol. 2018 Feb. PMID: 28990587.

[3] Jorch SK, Kubes P. An emerging role for neutrophil extracellular traps in noninfectious disease. Nat Med. 2017 Mar. PMID: 28267716.

[4] Huang J, Hong W, Wan M, Zheng L. Molecular mechanisms and therapeutic target of NETosis in diseases. MedComm (2020). 2022 Aug. PMID: 36000086. 

[5] Cristinziano L, Modestino L, Antonelli A, et al. Neutrophil extracellular traps in cancer. Semin Cancer Biol. 2022 Feb. PMID: 34280576.

[6] Qiu W, Guo R, Yu H, et al. Single-cell atlas of human gingiva unveils a NETs-related neutrophil subpopulation regulating periodontal immunity. J Adv Res. 2024 Jul. PMID: 39084404.

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