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这四川大学发的40.8分SCI文章,他做的是吸烟诱发的中性粒细胞的NETosis,原来国自然还能从这个角度切入……

实验万事屋  · 公众号  · 科研  · 2024-10-02 08:20

正文

那天夏老师在PubMed上冲浪的时候,看到了这么一篇四川大学华西医院发表在40.8分的STTT上的文章,这篇文章讲的就是吸烟诱发的中性粒细胞的NETosis通过cGAS/TLR9促进NFκB依赖性自身免疫(这里其实很容易明白的是中性粒细胞NETosis所产生的dsDNA会激活cGAS,从而通过Toll样受体信号通路激活NFκB,熟悉这几个信号通路的话应该就清楚了,不熟悉的话可以去看看《信号通路是什么鬼?》系列)。中性粒细胞的NETosis也是近年来国自然在中性粒细胞课题上,一个比较的切入点,大家可以参考一下这样的研究文献。



首先,COPD(慢性阻塞性肺疾病)和吸烟以及中性粒细胞的NETosis有密切的关系,但吸烟和NETosis之间的联系其实还不明确。所以他们提取了CSE(短期香烟烟雾提取物)用这个来刺激hPBN(人外周血中性粒细胞),分析CSE对于中性粒细胞的影响,看看是否能造成NETosis。同时他们使用了PMA(佛波醇-12-肉豆蔻酸酯-13-乙酸酯,这个是NETosis激活剂)作为对照。结果发现CSE能诱导中性粒细胞产生NETosis,并且CSE诱导所产生的NETosis与PMA诱导的NETosis并不完全一致,起码在释放出的DNA的构成比例上并不相同:



PMA诱导的NETosis与CSE诱导后产生的NETosis在机制上有一定的区别,那么区别是什么呢?抑制PMA诱导的NETosis是和NADPH相关的氧化酶NOX相关的,于是他们就想试试看是否CSE诱导的NETosis也会受到NOX的影响,同时他们还检测了mtROS(线粒体ROS),以及线粒体呼吸,通过使用这几种生物学过程的抑制剂进行分析(其实这个过程也是柯霍氏法则的验证,即抑制关键因素,查看表型的变化,不清楚柯霍氏法则的话,可以回去翻翻《轻松的文献导读》和《列文虎克读文献》。结果发现CSE诱导的中性粒细胞NETosis,与NOX无关,但是会受到mtROS的影响。而CSE会引发线粒体内部的氧化应激反应,从而导致mtROS增多:



那么,既然CSE是诱导中性粒细胞产生NETosis的,也就是说中性粒细胞产生NETosis后释放出来的dsDNA,其实是引发下游其他反应的关键。于是他们提取了CSE诱导的NETosis后产生的DNA,并用这些释放出的DNA通过剂量反应,来刺激AEC(气道上皮细胞)和DC(树突状细胞)。他们发现CSE-NETs产生的DNA,会增加人AECs的增殖、并且增加NFκB依赖性细胞因子和I型IFN的产生(NFκB信号通路作为与炎症有关的信号通路,NFκB则是这个通路上关键的转录因子,不熟悉的话,可以回去翻翻《信号通路是什么鬼?》系列),同时还会促进人DCs的成熟:



那么NFκB是如何被CSE-NETs产生的DNA激活的呢?如果熟悉cGAS-STING信号通路的话,应该清楚dsDNA是可以通过cGAS激活下游的(cGAS-STING信号通路其实在《信号通路是什么鬼?》系列里也介绍过了,可以回去看看),而cGAS/TLR9则可以检测dsDNA,以激活下游信号级联。于是他们敲除了cGAS和TLR9,结果发现,cGAS/TLR9被抑制后,CSE所产生的NETosis对于下游细胞的影响得到了缓解:



这也就说明了CSE-NETs诱导所产生的DNA,是通过cGAS/TLR9激活了AEC这NFκB产生的下游的细胞因和I型IFN,并且通过cGAS/TLR9激活了DCs的成熟。他们接着做了一系列的实验,归纳起来的话,就是他们通过抑制这个环节中的各个关键节点,来分别分析在COPD小鼠模型中抑制cGAS/TLR9,抑制mtROS,抑制dsDNA(使用DNase1降解dsDNA),对于中性粒细胞以及肺部表型的影响,但他们发现这些抑制剂能对表型产生影响,但是并不能影响I型IFN的产生:



最后,他们通过对临床样本的分析,挖掘了一下COPD患者中的NETosis标志物与NFκB依赖性细胞因子的相关性,结果是在COPD患者中,NETosis的关键分子与失调的NFκB依赖性细胞因子有关,但与I型IFN无关:



最后,就形成了这样的示意图:



大概的意思就是一个这样的结构关系:CSE→中性粒细胞NETosis→mtDNA/chDNA→AECs/DCs的cGAS/TLR9→NFκB激活的细胞因子→AECs/DCs产生表型。而这些过程,是可以被每一步骤中关键因素的抑制剂所打断,并缓解相关症状的。这篇文章总的来说思路是比较清晰的,文章的脉络也很完整,验证过程其实也是很繁复庞杂,可以算是比较注意细节的一篇文章了。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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