南京大学医学院：中性粒细胞外泌体引发细胞焦亡

admin

南京大学医学院：中性粒细胞的外泌体在脓毒症相关的急性肺损伤中诱导M1巨噬细胞极化并引发细胞焦亡

多形核中性粒细胞 (PMN) 在脓毒症相关的急性肺损伤 (ALI) 中起重要作用。越来越多的证据表明，PMN衍生的外泌体是PMN驱动的炎症和组织损伤之间的联系途径。然而，PMN 衍生的外泌体在脓毒症相关ALI中的作用及其潜在机制尚不清楚。

近日，来自南京大学医学院附属鼓楼医院马正良课题组和上海交通大学医学院附属新华医院石学银课题组的研究人员发现，PMN来源的外泌体miR-30d-5p通过激活NF-κB 信号传导诱导M1巨噬细胞极化和引发巨噬细胞焦亡，从而导致败血症相关的ALI。该发现表明了脓毒症相关ALI中PMN-巨噬细胞相互作用的新机制，为脓毒症患者提供新的治疗策略。该研究发表于Critical Care杂志上。


脓毒症被世界卫生组织 (WHO) 定义为全球卫生重点，其特点是感染引起的过度炎症，据报道脓毒症住院患者的死亡率为30-45%。急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) 是多器官功能障碍综合征最常见的严重表现，也是导致脓毒症发病率和死亡率的重要因素。

多形核中性粒细胞 (PMN) 是哺乳动物中最丰富的白细胞，在脓毒症相关的急性肺损伤 (ALI) 或ARDS的发病机制中起着至关重要的作用。外泌体是由各种细胞类型分泌的小的细胞外囊泡，大小从30到150 nm，可以将多种蛋白质和遗传物质（包括DNA、mRNA 和 microRNA）转移到靶细胞，在细胞间通讯中发挥关键作用。动物研究表明了PMN衍生的外泌体在许多慢性肺损伤中的作用，包括慢性阻塞性肺疾病 (COPD)、支气管肺发育不良和哮喘，但外泌体在脓毒症相关ALI中的作用仍不清楚。

​除PMNs外，M1型巨噬细胞作为促炎表型，也促进了脓毒症相关ALI的发生。M1巨噬细胞可被循环血浆外泌体激活，进一步促进促炎细胞因子的分泌，如白细胞介素1β (IL-1β)、IL-12、IL-6和肿瘤坏死因子-α (TNF-α)。最近发现在脓毒症相关的ALI中存在着巨噬细胞 (Mφ)的细胞焦亡。细胞焦亡是一种依赖 caspase-1 的促炎细胞死亡类型，由包括NLRP3炎性小体在内的炎性体激活的Caspase-1通过裂解gasdermin D（GSDMD，细胞焦亡的核心事件）在质膜上形成孔洞启动细胞焦亡，导致细胞肿胀和膜破裂，最终导致成熟形式的 IL-1β和IL-18 泄漏出细胞。焦亡巨噬细胞释放的危险信号或危险相关分子模式分子增强了脓毒症相关ALI的炎症反应。

PMN和巨噬细胞之间在调节炎症方面的联系已被此前的研究所证实。研究团队曾报道，巨噬细胞分泌的外泌体促进失血性休克后中性粒细胞坏死。脓毒症中的巨噬细胞焦亡也可由中性粒细胞胞外陷阱 (NET) 引发。然而，PMN衍生的外泌体对巨噬细胞行为的影响以及败血症相关ALI的潜在机制尚不清楚。

在这项研究中，研究人员首先通过诱导巨噬细胞M1极化和引发巨噬细胞焦亡来确定PMN 衍生的外泌体在脓毒症相关ALI中的作用。在体内静脉注射或体外共培养后，TNF-α刺激的PMN（TNF-Exo）释放的外泌体促进M1巨噬细胞活化。生物信息学分析和进一步的机制研究表明，PMN 衍生的外泌体将 miR-30d-5p 转移到巨噬细胞中，然后通过抑制SOCS-1（细胞因子信号抑制因子）和Sirtuin 1（SIRT1）激活NF-κB 信号通路，这两种信号都被识别以前作为 NF-κB 信号通路的负调节因子。机制研究表明，miR-30d-5p 通过靶向巨噬细胞中的SOCS-1和SIRT1来介导TNF-Exo的功能。静脉注射miR-30d-5p 抑制剂可显着降低TNF-Exo或盲肠结扎穿孔 (CLP) 诱导的肺中M1巨噬细胞活化和巨噬细胞死亡，以及组织学病变。这些发现表明了一种以前未知的 PMN-Mφ联系方式，可以增强巨噬细胞的活化和死亡，并随后加剧脓毒症后炎症并诱导肺损伤。

参考文献：Exosomal miR-30d-5p of neutrophilsinduces M1 macrophage polarization and primes macrophage pyroptosis insepsis-related acute lung injury. Crit Care. 2021 Oct 12;25(1):356.