巨噬细胞DNA酶限制中性粒细胞胞外陷阱介导的异常吞噬作用在动脉粥样硬化中的作用

《Circulation Research》：Macrophage DNases Limit Neutrophil Extracellular Trap–Mediated Defective Efferocytosis in Atherosclerosis

中性粒细胞胞外陷阱（NETs）通过激活PERK-ATF4通路抑制巨噬细胞DNase分泌，导致NETs积累和斑块坏死。研究发现，巨噬细胞是组织DNase的主要来源，DNase缺乏使NETs无法被降解，进而通过切割Mertk受体抑制巨噬细胞清除凋亡细胞功能，加速斑块不稳定。PERK抑制剂ISRIB可逆转此过程，恢复DNase分泌和斑块稳定性

　　在心血管疾病研究领域，中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）的积累被认为与动脉粥样硬化的发展密切相关。NETs是由中性粒细胞在炎症过程中释放的DNA网络结构，它们不仅能够促进炎症反应，还能通过持续存在导致组织损伤，如心肌梗死和脑卒中等临床不良事件。尽管已有研究揭示了NETs的形成机制，但对于其在动脉粥样硬化斑块中的清除机制，尤其是由DNA酶（DNase）介导的清除过程，尚不完全清楚。本文的研究揭示了巨噬细胞在NETs清除中的关键作用，并探讨了内质网应激（ER stress）如何影响巨噬细胞的DNA酶分泌，从而导致NETs在斑块中的积累和病理后果。

研究团队采用了一种系统的方法来探究巨噬细胞DNA酶的表达和分泌是否对NETs的清除至关重要。通过使用低密度脂蛋白受体基因敲除（Ldlr-/-）小鼠，并结合巨噬细胞特异性DNA酶1和DNA酶1L3的基因缺失，研究人员发现，巨噬细胞DNA酶的缺乏会导致NETs在局部组织中的积累，包括动脉粥样硬化斑块。这种NETs的持续存在会进一步影响巨噬细胞的吞噬功能，导致斑块坏死区域的扩大。研究结果表明，巨噬细胞是斑块中主要的DNA酶来源，它们通过分泌DNA酶来清除NETs，从而维持局部炎症的平衡。

在研究过程中，科学家们还发现，内质网应激在动脉粥样硬化斑块中对巨噬细胞DNA酶分泌具有抑制作用。这种应激反应通过激活PERK（蛋白激酶R样内质网激酶）-ATF4（激活转录因子4）信号轴，导致DNA酶分泌的延迟，进而影响NETs的清除。值得注意的是，通过使用特定的PERK抑制剂ISRIB（集成应激反应抑制剂），研究人员成功地恢复了血管中的DNA酶分泌，并促进了NETs的清除，从而改善了巨噬细胞对死亡细胞的吞噬效率，并减少了斑块的病理特征。这些发现不仅揭示了动脉粥样硬化中DNA酶分泌受损的病理机制，还为治疗策略提供了新的思路，即通过调控内质网应激途径来促进炎症的解决。

研究还进一步揭示了NETs如何直接损害巨噬细胞的吞噬功能。通过分析NETs对巨噬细胞表面受体MerTK的影响，科学家们发现NETs会通过激活ADAM17（一种金属蛋白酶）导致MerTK的裂解和脱落，从而降低其对凋亡细胞的识别能力。这种效应在不同实验模型中得到了验证，包括人类和小鼠的动脉粥样硬化组织。这些结果表明，NETs的积累与MerTK的减少之间存在直接的因果关系，进而影响巨噬细胞对死亡细胞的清除效率，导致斑块的不稳定和坏死区域的扩大。

为了更深入地理解NETs对巨噬细胞吞噬功能的影响，研究人员还探讨了NETs中HMGB1（高迁移率族蛋白1）的作用。HMGB1是一种已知的TLR4（Toll样受体4）激活因子，其在NETs中的存在被证实可以促进MerTK的裂解，从而削弱巨噬细胞的吞噬能力。通过使用HMGB1中和抗体和TLR4敲除小鼠，研究团队进一步验证了这一机制，并确认了HMGB1在NETs诱导的MerTK裂解中的关键作用。这些发现不仅为NETs与炎症反应之间的联系提供了新的视角，也为开发针对HMGB1的靶向治疗策略提供了理论依据。

此外，研究还评估了在体内和体外环境中，ISRIB对NETs清除和斑块稳定性的效果。实验结果显示，ISRIB能够有效恢复DNA酶的分泌，减少NETs的积累，并通过增强巨噬细胞对死亡细胞的吞噬效率，改善斑块的结构和稳定性。这种改善表现为斑块坏死区域的减少和胶原含量的增加，这些变化在人类动脉粥样硬化组织中也得到了验证。因此，ISRIB可能成为一种潜在的治疗药物，通过调节内质网应激信号通路，从而促进DNA酶的释放和NETs的清除。

尽管研究结果具有重要意义，但仍然存在一些局限性。例如，研究主要依赖于小鼠模型，虽然部分机制在人类组织中得到了验证，但仍需进一步在人体内进行实验。此外，DNA酶的缺失可能还涉及其他细胞类型和细胞内机制，这些因素在斑块形成和进展中可能也起到了一定的作用。因此，未来的研究需要更全面地探讨DNA酶在不同细胞类型中的功能，并评估针对这些机制的治疗策略在临床中的应用潜力。

总的来说，这项研究不仅深化了我们对NETs在动脉粥样硬化中的作用机制的理解，还为开发新的治疗策略提供了重要的理论基础。通过调控巨噬细胞DNA酶的分泌和NETs的清除，可能能够有效减少斑块的坏死区域，提高斑块的稳定性，从而降低心血管疾病的发病率和死亡率。同时，研究还指出，内质网应激的调控可能是治疗动脉粥样硬化的一个新方向，尤其是在那些涉及慢性炎症的疾病中，这种调控可能具有更广泛的适用性。未来的研究需要进一步探索这些机制在不同疾病环境下的应用，并评估其在临床治疗中的可行性和安全性。