中性粒细胞胞外诱捕网与其在冠心病中的研究进展

中性粒细胞胞外诱捕网与其在冠心病中的研究进展

中性粒细胞胞外诱捕网与其在冠心病中的研究进展

[摘要] 作为机体的第一道防线，中性粒细胞在感染初期的防御中起着重要作用。中性粒细胞杀灭病原体的方式主要为吞噬及脱颗粒作用，而2004年Fuchs 等科学家又发现了另一种新的机制—中性粒细胞胞外诱捕网络（neutrophil extracellular traps, NETs）的形成。但研究证实NETs 对我们的机体来说也是把双刃剑。后续的研究发现NETs还具有促凝和促血栓形成的作用。近期有研究表明，在动脉粥样硬化及急性心肌梗死的过程当中，中性粒细胞数量显著增多伴随NETs 形成增加且与血栓形成明显相关，本文将就中性粒细胞胞外诱捕网及其在冠心病血栓形成中的作用作一综述。

[关键词]中性粒细胞胞外诱捕网；促栓作用；血栓；冠心病

前言：中性粒细胞是宿主固有免疫系统和炎症反应的主力军，其通过吞噬、脱颗粒、生成ROS等机制发挥强大的杀灭病原体功能。2004年，Brinkmann等人提出一种全新的杀菌机制---“中性粒细胞胞外诱捕网”[1]。随着对其功能和作用机制研究的不断深入，逐渐揭示了其在脓毒血症、2型糖尿病、风湿性关节炎及狼疮性肾炎等自身免疫疾病以及下肢深静脉血栓中的致病作用[2-5]。Fuchs等人的实验证明了NETs可以刺激血栓形成并为其提供支架[6]。与此同时，人们将目光转向心梗相关性血栓。有研究者发现，动脉粥样硬化及急性心肌梗死患者中，中性粒细胞数量增多的同时促使其释放NETs，使机体处于一个高凝的血栓前状态[7]。阐明NETs的促栓作用及其在冠心病血栓形成中的机制将有助于进一步寻找作用靶点来降低冠心病相关的血栓事件。本文将就中性粒细胞胞外诱捕网及其在冠心病相关性血栓形成中的作用进行总结。

1、NETs的概述

1.1NETs的基本特征

NETs 是由中性粒细胞受到刺激活化后释放到胞外的一种网状结构，以DNA 为骨架，其间镶嵌有组蛋白、髓过氧化物酶（MPO）、中性

粒细胞弹性蛋白酶（NE）、组织蛋白酶G、钙网蛋白、蛋白酶3 等具有杀菌和增加通透性作用的蛋白[8]，这些蛋白镶嵌在DNA 骨架上大大增加了其局部浓度。NETs 主要依靠其独特的三维网状结构捕获病原体，并依靠包含的大量抗菌蛋白对病原体进行杀灭，同时NETs 对病原体的捕捉固定可以增强其他白细胞的吞噬作用[9]。用脱氧核糖核酸酶（DNase）处理NETs 后发现失去杀菌作用，所以完整的DNA 结构是其杀灭病原体的基础。NETs 可以捕杀多种病原体，包括革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌、真菌、伯氏包柔螺旋体及某些寄生虫等[10]，甚至包括人类免疫缺陷病毒（HIV），HIV 可通过TLR-1 及TLR-8 刺激NETs 生成然后通过MPO 和α-防御素清除HIV[11]。但某些病原体如肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌等可通过产生DNase 破坏NETs 的DNA 骨架从而逃避捕杀[12]。除微生物外，脂多糖（LPS）、（12-）十四酸佛波酯（-13-）乙酸盐（PMA）、活化的血小板、内皮细胞亦能刺激中性粒细

胞产生NETs[9]。另外，某些细胞因子如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-8（IL-8）、干扰素（INF）等也可刺激和促进NETs 的生成[13]。

1.2NETs的形成

NETs 的形成过程伴随着中性粒细胞的死亡，而这种死亡方式是区别于凋亡和坏死的另一种细胞死亡方式，被称为NETosis。NETosis 过程中其形态学表现完全区别于细胞凋亡与坏死。当用抗Fas 抗体诱导中性粒细胞凋亡后出现的形态学表现主要为染色质固缩、DNA 片段形成、核膜及细胞器膜保持完整[14]。中性粒细胞坏死的形态学表现主要为核的完整性被破坏、常染色质和异染色质均化[14-15]。无论中性粒细胞凋亡还是坏死，过程中均不形成NETs，而NETosis 的过程比凋亡更迅速，不需要半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（caspase）的参与，也不伴随DNA 的片段化，当核膜与胞质颗粒膜溶解，染色质与胞浆内颗粒内容物接触，形成NETs 的各组分相互混合，最终胞膜破裂，随后排至细胞外形成网格样结构，此时中性粒细胞死亡[14]。需要注意的是，NE 在NET osis 中胞核DNA 排出到胞外的过程中扮演重要角色，使用

NE抑制剂后，NETosis 过程中断，中性粒细胞死亡[16]。

2、NETs与凝血

2.1NETs与血栓

在感染部位，NETs的释放可有效捕获和杀灭病原体，是宿主一种重要的保护机制，然而在非感染动物的脉管系统，NETs的释放却可能是有害的。研究表明，NETs可为血栓的形成提供支架，促进血小板与红细胞的聚集[6]并且增强凝血反应[17]；在患有下肢深静脉血栓(DVT)的狒狒和小鼠模型的血浆和血栓中均观察到了NETs的标志物，同时在人血栓[19]及DVT患者的血浆中也出现了NETs[20,21]，说明NETs是血栓结构的一部分[6,18]。在对下腔静脉狭窄的DVT小鼠模型的研究中发现，中性粒细胞通过血小板依赖的刺激，在活化FXII及血栓放大过程中是必不可少的[22]。Martinod K在对PAD-4缺陷小鼠的研究中发现，NETs不仅是静脉血栓的一部分同时对血栓的形成及维持起到不可或缺的作用[23]。患者血浆中NETs标志物与一些血栓性疾病相关（如血栓性微血管病及冠状动脉粥样硬化等）[24]。

NETs促进凝血及血栓形成的机制可能跟它营造的微环境有关。NETs的组成成分包括DNA、组蛋白及蛋白酶等均具有促凝活性。体外研究表明，细胞外核酸包括基因组DNA可提高凝血因子的蛋白酶活性[25]诱发凝血酶生成[26]。在体内，组蛋白可损伤内皮细胞并诱发微血管及大血管血栓形成；同时损伤凝血酶调节蛋白的功能抑制抗凝系统，促进凝血酶生成及血小板聚集导致血小板减少症[27]。体内研究证实丝氨酸蛋白酶如中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)，可使组织因子途径抑制物(TFPI)失活进而促进凝血及纤维蛋白沉积[17]。同时一系列问题也浮现：抑制NETosis能否减轻血栓前状态？反之，抑制凝血过程能否阻止NETosis？这些问题仍待解决。

2.2NETs与动脉粥样硬化

NETs就像一把双刃剑，既可以保护机体免受病原微生物的侵袭，发挥抗炎作用，又可以参与多种疾病的病理进程，例如深静脉血栓形成、系统性红斑狼疮、动脉粥样硬化性疾病等。动脉粥样硬化斑块破坏和管腔内血栓形成是急性冠脉综