中性粒细胞
是
血液中最丰富的免疫细胞
,
在感染或无菌损伤的情况下,中性粒细胞通过识别促炎信号的受体被激活
,是
第一批被招募到炎症组织的免疫细胞之一
。
中性粒细胞发挥
三种主要的抗菌效应
:
释放含有抗菌肽的颗粒;通过吞噬作用内化和中和病原体;以及释放
中性粒细胞胞外杀菌网络(
Neutrophil extracellular traps,
NETs
)
。在健康的组织稳态中,中性粒细胞能够对免疫威胁做出
迅速
反应,有效消除入侵的病原体,并且这一过程不损害自身。因此,了解
中性粒细胞活动是如何被调节的?
即是控制中
性粒细胞反应不平衡引起的感染和炎症性疾病的先决条件。
如果大家有基金申请或者课题思路上的疑问,可以联系我们进行咨询
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今天给大家带来一篇关于
中性粒细胞产生NETosis在肿瘤,免疫等相关领域发挥重要作用的综述
,让我们一起了解一下NETosis的前世今生吧。
NETs的产生和释放被称为
NETosis
,它是
中性粒细胞在细胞外杀死细菌的工具
。NETosis可发生在
非感染性无菌炎症
期间,NETs也参与
免疫介导疾病的发展
。
NETs也可由
多种刺激物诱导
,包括
真菌、细菌和寄生虫
。
当
NETosis失调
时,NETs可能
促进免疫相关疾病的发病机制
:因此,NETosis在多个水平上受到调节。许多新的内在的和外在的程序被认为参与了NETosis的控制,它们指向了一个复杂的
NET调制器网络
。
导致NET释放的特定途径是激活刺激的功能,但已经确定了
中性粒细胞中
启动的
调节NETosis的几个关键过程
。
NETosis
的途径之一是通过
NADPH
氧化酶
产生
活性氧
(ROS)
。
ROS
刺激
MPO
,
使
NE
从亲氮颗粒易位到胞浆
,进而进入细胞核。随后
NE
开始降解组蛋白,解开染色质,释放
DNA
。
染色质被释放到细胞质中
,在细胞质中被各种颗粒状和细胞质蛋白装饰,
最终释放到细胞外空间
。
钙
是
NETosis
的另一个重要的化学介质。
胞质钙浓度的增加
是
中性粒细胞通过经典受体激活的直接结果
,这些受体触发钙从
内质网
(ER)
释放。
PAD4
是
诱导
NETs
的关键酶
,通过
降低
DNA
和组蛋白之间的亲和力
来实现
DNA
的去浓缩。
MPO
、
NE
、蛋白酶
3 (PR3)
、组织蛋白酶
G (CTSG)
等酶也参与了
NETs
的形成。这些酶在亲氮颗粒中共同构成了所谓的
“
偶氮体
”
。
在
NETosis
的诱导下
,偶氮体的成分从颗粒进入细胞质,然后进入细胞核,在那里它们
有助于染色质的分解
。
细胞核中的
染色质结合蛋白
DEK
也与
NETosis
有关。在小鼠关节炎症模型中,
DEK
缺陷的中性粒细胞在
NET
释放中受损
。
非典型和典型炎性体的激活
最近被描述为
调节NETosis的另一种机制
。炎性小体通常在
气皮蛋白D (GSDMD)
的裂解和激活中表达最高。
基因缺失或抑制GSDMD
可
阻止NET的形成
。
在中性粒细胞中,当被
PMA
或
细胞外病原体
触发时,GSDMD被NE切割,它也会在质膜上形成孔隙,
使膜破裂并释放NETs
。并且,GSDMD在核膜上形成孔隙,使
caspase-11
能够进入染色质,并以
与NE类似的方式发挥作用
。
NETosis的一个基本步骤是
染色质的去浓缩
。
组蛋白去乙
酰化酶(hdac)
的
化
学抑制
被证明
可以抑制NET的形成
,
组蛋白H3
上乙酰基的存在阻止了它的瓜氨酸化,从而
阻碍了DNA的扩增和NET的释放
。
循环系统中释放的NET水平
对宿主至关重要,而高水平的循环NET与各种
传染性和非传染性疾病的严重程度
有关。由细胞或邻近细胞释放的
炎症介质
也可以
增强或减少中性粒细胞对NET的释放
。
尽管
NETs如何从循环中移除
仍是一个未解决的问题,但由于
体外生理浓度的DNase
不能有效清除DNA丝,体内一定还有其他因素参与,
巨噬细胞似乎在NET过程中起着关键去除作用
。
被
巨噬细胞
吞噬的NETs随后在
溶酶体腔室
中降解。当NETs从吞噬体转移到细胞质时,DNA可以被
DNA传感器环GMP-AMP合成酶(cGAS)
识别,从而
诱导体内外I型干扰素的产生,抑制NE活性
。可见
NET的诱导、感知和降解之间平衡的复杂性
。
除了病原体配体外,一些
宿主分子、
DAMPs
和促炎细胞因子
诱导和
/
或促进
NETs
的释放。如
I
型干扰素会
加剧
NETs
的形成
。
III
型干扰素具有
降低中性粒细胞
ROS
产生的能力
。
肿瘤相关成纤维细胞释放的
β-Amiloid
诱导
NADPH
氧化酶依赖的
NET
形成,进而进一步促进肿瘤进展,而
抑制
NET
形成可阻止肿瘤生长
。
中性粒细胞和血小板之间的相互作用
有利于
NETosis
。
血小板是主要的外源性中性粒细胞调节剂,被病原体或无菌炎症激活的血小板可以
有效地诱导
NET
的形成,这反过来又进一步促进炎症
。
Lnk
缺陷小鼠表现出以
OxPL
依赖性方式促进颈动脉血栓形成,并伴有明显的
NETosi
s
。
LNK
(
R262W
)
突变降低人血小板和中性粒细胞中的
LNK
功能,
促进
NETosis
,并增加携带者冠状动脉疾病的风险
。靶向
OxPL
的疗法可能有助于定义人群的冠状动脉疾病。
作者从
1
型和
2
型糖尿病
患者和小鼠中分离出的中性粒细胞被引导产生
NET
。当遭受切除性皮肤伤口时,野生型(
WT
)小鼠在伤口中产生大量
NETs
。
DNase 1
可破坏
NET
,加速糖尿病和血糖正常
WT
小鼠的伤口愈合。因此,
NETs会损害伤口愈合
,特别是在中性粒细胞更容易发生
NETosis
的糖尿病中。
抑制
NETosis
可以改善伤口愈合并减少
NET
驱动的糖尿病慢性炎症
。
作者对小鼠和人类
中性粒细胞
和分化的
HL-60
中性粒细胞样细胞
进行了
高分辨率延时显微镜检查
,并用细菌毒素或白色念珠菌刺激以诱导
NETosis
。刺激后,细胞表现出
肌动蛋白细胞骨架的快速分解
,
微管和波形蛋白细胞骨架分解
。携带
PAD4
基因改变的小鼠和细胞表明
NETosis
通过逐步序列的细胞事件进行,
最终导致
PAD4
介导的
DNA
排出
。
从PubMed上搜索
NETosis
,
包括大量综述在内共有1627篇文章
,这样看NETosis在近些年的研究并不是非常火热,
还处于比较新颖的上升阶段
。NETosis作为一种新型死亡方式目前还没有更加细致的分子机制的解析以及疾病中的探究,
所以创新和新颖程度是非常高的
。
跟据官网查询来看,近
5
年以来,
NETosis
为检索词条的结题及发表文章的项目并不是特别多,其中
青年项目近
5
年共
7
项,面上项目共
5
项
。
目前结题项目比较少
,所以具有
非常大的创新性和中标潜力
。
从这5项面上项目来看,主要围绕着
中
性粒
细胞NETosis对疾病治疗中的作用
,而没有单纯聚焦到NETosis的通用机制中。题目的基本套路均为
NETosis在/对某某疾病中具体功能的机制研究/作用意义
。通常这类型国自然申请,需要申请人有一定的研究基础,最起码要做到
表型发现,以分子机制为出发点
进行申请。
在申请角度上,
NETosis
在机制方面
主要涉及到
ROS
与
NADPH
和
细胞骨架
两方面,这两方面涉及范围及研究领域比较广泛,大家可以从这两方面入手开展自己领域中的研究。
-
例如:
中性粒细胞在
特定疾病中
(如炎症,红斑狼疮,卒中等)
如何决定
NETosis
的发生
或参与不同的功能程序
。
是中性粒细胞直接产生
NETosis
并直接影响了疾病的发展,还是其他因素(遗传,毒理)间接影响
NETosis
来促进疾病的发生。
-
同样也可以通过
NETosis
的发生通路
来研究相关的促进或抑制的靶点建立
NETosis
在不同疾病中的临床治疗潜力
。
-
在
与中性粒细胞相互作用的多种
细胞类型
(
如血小板、肿瘤细胞等
)
如何
改变其释放
NETs
的能力
,
NETosis
在肿瘤以及肿瘤微环境中的关键作用
也是非常重要的研究方向
。
-
利用
NETosis
激动剂或抑制剂
结合
免疫治疗,代谢治疗等多组学联合
可以
紧扣临床问题并提出潜在治疗策略
。
总结来讲:
首先要把握好创新思路,并把思路与自身领域相结合;然后分析和确立我们的“
关键
临
床问题
”,从临床出发设计和开展研究,逐步确定
可能的
疾病发生机理;最后,结尾不要忘记回归于临床,指出我们
的
研究
能够
解决什么样的临床问题?这样的项目申请严密完整,
国自然基金就十拿九稳了!
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