我导师总是惊讶博士生发高分SCI居然要花钱，但是拜托哦，要是拼夕夕能整多组学，我高低在致谢里感谢一下子。今天这篇文章还是挺有意思的，讲的是TNF通过诱导中性粒细胞NETs诱导炎症反应的机制。这篇文章，就是中国医学科学院北京协和医学院的博士生，发表在14.7分的Nature子刊Nat Commun上的文章。让我们来看看他们做了点啥吧：
他们研究的是BD（贝赫切特综合征）是一种自身的炎症疾病，首先他们通过包含了代谢组学、脂质组学、转录组学和单细胞测序多组学分析（下图的热图基本上可以看出BD患者于健康对照样本之间基因表达的差异了，不清楚热图怎么看的话，可以去看看《夏老师带你读文献》），来查看BD患者特征。他们发现BD患者的PMN（多形核中性粒细胞）中，MVA通路（甲羟戊酸酯代谢途径）被激活了：
那么MVA途径，是否于BD患者的炎症有关联呢？他们通过使用抑制剂，分别抑制了MVA通路上的两个关键酶。他们发现两种抑制剂都能阻碍BD-PMN中的促炎细胞因子产生，也就是说MVA途径对于BD-PMN的炎症反应很重要（这个其实就是柯霍氏法则的验证，通过抑制MVA通路，来分析MVA通路可能与BD-PMN的炎性反应之间，存在的相关性，不清楚柯霍氏法则的话，可以去看看《科研的推理和逻辑：从实验台到咖啡桌》和《轻松的文献导读》）。而在MVA途径中，最后FPP（焦磷酸法呢酯）的产生，则更为关键，于是他们使用了FPP的代谢酶FDFT1的抑制剂和激活剂，来分析FPP的产生对于BD-PMN的炎性反应的影响。结果发现MVA通路，尤其是其代谢物FPP，在BD-PMN激活和炎症中具有促炎作用：
而通过对于BD患者血清的分析，BD患者体内的FPP含量，远高于健康对照。这也就为FPP与炎症反应激活，建立了相关的可能性。接着，他们合成了FPP并分析了FPP对于PMN、淋巴细胞和单核细胞中的炎性细胞因子的表达情况。结果发现，FPP仅在PMN中显着诱导促炎细胞因子的产生，而BD-PMN的反应比健康组更甚。FPP诱导过的PMN上清，则能导致VEC（血管内皮细胞）的炎症，而单独的FPP对VEC细胞没什么影响：
也就是说FPP特异性触发BD-PMN的反应性增强，并且通过PMN过度激活引发VEC炎症。那么FPP是通过什么样的途径导致的BD-PMN反应性增强以及炎症激活的呢？由于之前的研究显示，FPP可以通过与TRP（瞬时受体电位）通道相互作用，来触发钙离子内流，于是他们就将假设迭代成了FPP可能通过钙离子通道，影响激活了PMN的基因转录和细胞免疫反应（假设的迭代在一篇文章中是非常重要的，通过对已知文献的分析，以及对之前实验的总结，可以迭代原有的假设，并将课题进一步推进，不清楚假设和假设迭代的话，可以去看看《科研的推理和逻辑：从实验台到咖啡桌》、《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼？》系列）。通过对钙离子的抑制，他们发现抑制钙离子流入，可以抑制细胞因子的产生和PMN的NETosis，而钙离子内流的抑制也显着减弱了FPP对PMN产生NETosis后，诱导的VEC炎症激活的影响。也就是说，FPP诱导的PMN激活机制，取决于钙离子通过TRP通道的流入：
那么PMN响应FPP的潜在机制又是啥呢？他们进一步分析了钙离子内流抑制剂敏感的BD患者的粗许数据，结果找到了TRPM2，通过敲减TRPM2后确认，TRPM2 表达升高，与FPP诱导的BD-PMN炎症反应有关：
而有意思的是，用活性BD患者血清培养的HC-PMN，也显示出显著更高的TRPM2表达水平。也就是说BD患者血清中的细胞因子，可能参与了TRPM2的表达激活。通过筛选，他们发现了TNF可以激活PMN中TRPM2的表达，而TNF抑制剂治疗可以通过下调BD-PMN中TRPM2的表达，从而减少FPP诱导的PMN炎症反应激活：
也就是说TNF-TRPM2轴，是BD-PMN中引发FPP诱导的炎症反应的关键。于是他们试着在小鼠体内通过Cre-LoxP系统（这个就是通过重组酶，将基因进行敲除或敲入的技术，这个在动物体内实验中比较常见，不清楚的话，可以去看看《列文虎克读文献》，都有过介绍），分别特异性敲除了PMN的FPP合成酶以及TRPM2，结果发现，FPP合成酶和TRPM2的髓系细胞特异性敲除，可有效减弱小鼠的中性粒细胞浸润和血管通透性：
最后就形成了这样的示意图，BD患者体内MVA途径增强，产生了大量的FPP，通过激活TRPM2促进了钙离子的内流，通过钙离子途径及NOD样受体信号通路（这个可以去参考TRPM2参与钙离子进入细胞，并影响VDAC激活NOD样受体信号通路，激发炎症反应，不熟悉这些信号通路的话，可以去看看《信号通路是什么鬼？》系列里相关的章节），激活了炎症因子的产生以及中性粒细胞的NETosis。产生的炎症因子中，TNF一方面激活PMN中TRPM2的表达，另一方面也会进一步激活中性粒细胞的NETosis，同时也会促进VEC的炎症，形成了正反馈通路：
这篇文章有意思的地方，在于他们通过对于多组学分析后，发现了影响BD-PMN炎症反应的代谢产物。并通过假设迭代逐步推进了这个课题，从而在最后，还发现了FPP→TRPM2→钙离子→TNF→TRPM2这样的正反馈通路，还是挺有意思的。好了，今天就先策到这里吧，有兴趣的话可以看看原文，祝你们心明眼亮。
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