中性粒细胞胞外诱捕网捕杀病原体的作用

中性粒细胞胞外诱捕网捕杀病原体的作用

发表时间：2011-07-14T10:24:23.720Z 来源：《中外健康文摘》2011年第15期供稿作者：王陈林1 王钧2 周剑涛3 [导读] 中性粒细胞是人体先天免疫系统的重要效应细胞，具有细胞内与细胞外杀灭病原体的途径。

王陈林1 王钧2 周剑涛3

（1湖北省武汉市新洲区人民医院 430010)

(2湖北省武汉市第十一医院 430010；3湖北省黄冈卫生学校 438000）

【中图分类号】R392.12 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5085 (2011)15-0211-02

【摘要】中性粒细胞是人体先天免疫系统的重要效应细胞，具有细胞内与细胞外杀灭病原体的途径。活化中性粒细胞能形成胞外诱捕网(NETs)构成细胞外杀灭途径。NETs由染色质与颗粒（源性）蛋白质构成。NETs对革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌，以及真菌有捕获与杀灭作用，对利什曼原虫、牛艾美耳球虫等寄生虫也有捕获与杀灭作用。

【关键词】中性粒细胞中性粒细胞胞外诱捕网病原体

中性粒细胞是人体先天免疫系统的重要效应细胞，具有捕杀微生物的关键作用。Brinkmann等[1]研究指出，中性粒细胞能通过形成胞外诱捕网(NETs)，构成NET介导的杀灭途径，参与微生物病原体感染的先天免疫应答反应。

1 NETs的结构与组成成分

在感染或炎症应答期，活化的中性粒细胞形成一种细胞外纤维结构，即中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)。NETs由染色质与颗粒（源性）蛋白质构成。NETs结构中染色质与细胞核内染色质不同，细胞外染色质呈松弛的去致密状态[2]。在形成NET时期，活化的中性粒细胞高表达肽酰基精氨酸脱亚氨酶4(PAD4)，PAD4催化组蛋白精氨酸残基瓜氨酸化，电中性瓜氨酸残基替代正电性精氨酸残基促进中性粒细胞松弛染色质结构。Brinkmann等研究报道，DNA是NETs的主要结构成分。用组蛋白抗体证明NETs含有组蛋白H1、H2A、H2B、H3和H4。用免疫荧光技术分析，NETs含有嗜苯胺蓝颗粒中蛋白质，以及含有其他特异性颗粒蛋白质。

2 ETosis:一种新的细胞死亡途径

研究者证实，中性粒细胞死亡时释放NETs。中性粒细胞这种细胞死亡程序，既不同于细胞凋亡，又不同于细胞坏死，是一种新的细胞死亡途径（ETosis）。细胞凋亡是由基因控制、细胞自主的有序死亡，其显著特点是细胞染色体的DNA降解，在琼脂糖凝胶电泳中呈现特异的梯状图谱。坏死是由强烈理化或生物因素引起的细胞无序变化的死亡过程。细胞经ETosis死亡，则表现为细胞核膜崩溃，细胞核和细胞质的基质混合，以及细胞器消失，在胞外形成纤维样捕获网结构，捕获网中DNA未断裂。

3 NETs捕杀病原体的作用

3.1 NETs杀灭细菌的作用由于NETs具有粘性和定位于感染部位的性质，NETs被认为是免疫系统防御细菌的第一道防线。中性粒细胞通过NETs构成NET介导的杀灭途径，参与细菌感染的先天免疫应答反应。一旦细菌被NETs诱捕，在NETs结构内，抗微生物分子局部浓度高，能有效降解致病因子和杀灭细菌。

迄今为止，研究证实NETs与革兰氏阳性菌，如金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌和A型链球菌相互作用；与革兰阴性菌，如鼠伤寒沙门氏菌、福氏志贺菌和大肠杆菌相互作用；与菌丝形白色念珠菌和孢子形白色念珠菌相互作用。当金黄色葡萄球菌和福氏志贺菌被NETs捕获在其中时，金黄色葡萄球菌α毒力因子和福氏志贺菌IpaB毒力因子均被降解，并且NETs有能力杀灭这些细菌。以及鼠伤寒沙门氏菌通过杀菌性通透性增加蛋白(BPI)-介导和组蛋白介导被杀灭。同样，白色念珠菌也被NETs杀灭，但该NETs介导的杀灭途径与颗粒源蛋白质有关，与组蛋白无关。

由于结核分枝杆菌是胞内感染菌，几乎无人注意NETs对于结核病可能发挥作用。Ramos-Kichik等为了研究细胞内病原体是否能诱导NETs形成，在体外对结核分枝杆菌进行了研究，结果发现中性粒细胞以时间依赖性方式形成NETs。NETs能够捕获结核杆菌，但不能杀灭结核杆菌。

3.2 NETs杀灭寄生虫的作用随着研究的深入，现在已知NETs对寄生虫也有杀灭作用。Guimaraes-Costa等研究表明，当人中性粒细胞与利什曼原虫相互作用时，利什曼原虫以寄生数量-依赖性与原虫表面脂磷聚糖剂量-依赖性方式诱导产生NETs。电镜显示，利什曼原虫被NETs捕获。

Behrendt等首次报道牛艾美耳球虫诱导NET形成。研究组发现牛中性粒细胞与牛艾美耳球虫孢子相互作用，其存活的孢子诱导中性粒细胞形成NET的作用，要比死亡的或匀浆化寄生虫的诱导作用更强。经DNase处理则防止NET形成，用NADPH 氧化酶抑制剂处理则降低NET形成。孢子与中性粒细胞共同培养，发现细胞外纤维粘附孢子，支持NETs捕获牛艾美耳球虫孢子，从而防止感染宿主细胞。参考文献

[1]Brinkmann V,Reichard U,Goosmann C,et al.Neutrophil extracellular traps kill bacteria. Science,2004,303（5663）：1532-1535.

[2]周剑涛，丁海峰，夏瑾燕.组蛋白瓜氨酸化介导中性粒细胞胞外诱捕网形成.生命的化学，2009，29（4）：495-497.