今天这篇文章有点意思，中性粒细胞引发的关节炎，到底是由于ROS增多还是ROS减少造成的呢？一般来说，我们都会认为ROS增多，会造成中性粒细胞产生NETosis，导致炎症。今天这篇四川大学华西医院博后发表在10.7分的Redox Biol上的文章，让我还是眼前一亮的。他们通过分析，发现中性粒细胞免疫早期的ROS产生其实是抑制炎症反应的（
其实这样的反直觉结果，就是比较吸引人的，这需要在提出假设后，经过验证分析，才能得到不一样的结果，不清楚科研假设和科研推理的话，可以去看看《科研的推理和逻辑：从实验台到咖啡桌》和《信号通路是什么鬼？》系列
），我们来看看他们做了点什么吧：
首先，他们构建了关节炎的模型，将这个模型分成了三个时期，也就是幼稚期，免疫启动期和免疫增强期。通过单细胞测序结果（
下图的UMAP图，就是单细胞测序结果，其实就是通过基因表达作为多重的主成因分析，通过降维形成的二维图形，主要是分析不同基因表达标记的细胞簇的多少，不清楚UMAP图和tSNE图的话，可以去看看《夏老师带你读文献》和《列文虎克读文献》
），他们发现在炎症发生的早期，也就是免疫启动期的时候，中性粒细胞的亚群中细胞数量明显增多，而在免疫增强期中性粒细胞数量会有一个回落。同时，在免疫启动期的中性粒细胞成熟后参与氧化还原相关基因表达增强，ROS增多，负责诱导ROS的NOX2复合体的重要亚基NCF1表达增强：
那么NOX2对于ROS的产生，在关节炎病变过程中到底起到了什么样的作用呢？于是他们就使用DPI，这是NOX的抑制剂。通过分别对免疫启动期和免疫增强期的小鼠样本使用DPI后（
也就是通过DPI抑制NOX2活性，这里其实就是柯霍氏法则的验证，通过移除关键的ROS，来分析对于表型的影响，不清楚柯霍氏法则的话，可以去看看《轻松的文献导读》和《科研的推理和逻辑：从实验台到咖啡桌》
），他们发现，在免疫启动期抑制ROS产生，会导致导致关节炎的发生；但在免疫增强期，抑制ROS则减轻了关节炎的症状。这个结果挺有意思，说明了ROS在关节炎的发展中具有双向作用：
那么新的问题就来了，在免疫启动期的产生ROS的是哪个位置呢？他们假设NCF1表达产生的ROS，可能是与线粒体中ROS累积有关（
这就是假设的迭代，从原有的ROS累积抑制中性粒细胞的炎症反应，迭代到了具体ROS的来源，通过假设和假设迭代，推进了整个课题的进展，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
）。他们使用了NOX2的抑制剂，以及线粒体ROS抑制剂，结果发现线粒体ROS抑制剂只能部分增强中性粒细胞的免疫反应，而NOX2抑制剂，则能增强免疫初期中性粒细胞的炎症反应。而NCF1的缺失也能增加骨髓、脾脏、关节及外周血中中性粒细胞的比例：
当中性粒细胞缺失了NCF1之后，中性粒细胞也表现出钙通量降低。使用PMA诱导ROS后，则使得中性粒细胞形态产生了明显变化，发生了NETosis，而使用DPI抑制NOX2后，可以缓解这一现象。使用H2O2则会导致中性粒细胞凋亡，而在PMA诱导ROS的情况下，线粒体ROS清除剂不能完全缓解中性粒细胞产生的NETosis。NCF1缺陷的中性粒细胞，表现出凋亡减少，吞噬能力降低等表征，同时趋化因子以及一些炎性因子表达增强。中性粒细胞对于T细胞也会有Crosstalk（
通过刚刚的趋化因子表达分析，他们提出了新的假设迭代，也就是假设这些趋化因子的表达变化，可能会影响免疫细胞间的Crosstalk，这就是假设的迭代，通过这样的假设迭代，课题就得到了新的拓展，不清楚假设迭代的话，可以去看看《科研的推理和逻辑：从实验台到咖啡桌》
），于是他们分析了NCF1缺陷型的中性粒细胞，对于T细胞的影响，结果发现ROS缺陷会导致Th1、Th17这样的促炎症Th细胞增多，而Treg这样的免疫抑制细胞明显减少：
接着，他们分析了NCF1缺陷型小鼠早期免疫的中性粒细胞的代谢组学，分析了这些中性粒细胞中的代谢产物的变化，结果发现NCF1缺陷型的中性粒细胞中，代谢产物增强集中在炎症和免疫相关途径上，如组氨酸、甘氨酸和丝氨酸的代谢以及苏氨酸信号转导，以及参与氟伐他汀和阿仑膦酸钠等药物作用的代谢途径（
这其实就是一个归纳法获得的结果，通过米勒五法求同求异法的归纳，总结出两者潜在的联系，不清楚科研推理过程中的归纳法以及米勒五法的话，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
）。而野生型的中性粒细胞的代谢，主要集中在磷酸戊糖途径等代谢途径中：
最后，就形成了这样的示意图，在免疫初期，NCF1表达增强，促进ROS产生，氧化磷酸化代谢及PPP途径增强，当进入免疫增强期后，ROS累积到一定的程度，则会促进免疫反应。而在免疫初期，抑制中性粒细胞中的NCF1，则会抑制ROS产生，这会导致氨基酸代谢增强，同时会激活免疫反应，增强趋化因子及炎症因子的表达，促进免疫反应：
总的来说，这篇文章的切入点是很有意思的，通过ROS在中性粒细胞产生炎症过程中的双重作用，分析挖掘出了整个中性粒细胞代谢过程中的变化。虽然Redox Bio这个杂志我一直觉得挺一般，但这篇文章的确做得还是不错的，完成度也挺高。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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