晚期凋亡细胞表面组蛋白通过RAGE受体介导吞噬清除的新机制

《Cell Communication and Signaling》：Histones present on the surface of late apoptotic cells induce RAGE-mediated phagocytosis

本研究针对凋亡细胞清除机制中"eat-me"信号识别不全的问题，开展了晚期凋亡细胞表面组蛋白诱导RAGE介导吞噬作用的研究。发现组蛋白-DNA复合物可直接结合RAGE的V结构域，促进专业/非专业吞噬细胞对晚期凋亡细胞的清除。在RAGE基因敲除小鼠中，伤口愈合和死细胞清除延迟，证实该通路在生理条件下的重要作用，为炎症调控提供了新靶点。

　　

在生命体的正常运行中，每天都有大量细胞走向死亡。这些细胞的"后事"处理——即死细胞的及时清除，对维持机体健康至关重要。如果死细胞不能被高效清理，就会像垃圾堆积一样引发炎症反应，甚至导致自身免疫疾病。尽管科学家们已经发现了一些"吃掉我"（eat-me）信号，如磷脂酰丝氨酸（PS）暴露，但细胞凋亡后期的识别机制仍有许多未解之谜。

近日发表在《Cell Communication and Signaling》的研究揭示了一个全新的死细胞清除机制：晚期凋亡细胞表面的组蛋白-DNA复合物能够作为"eat-me"信号，通过RAGE受体介导吞噬作用。这一发现不仅解释了凋亡细胞如何被高效识别和清除，还为理解炎症调控和组织修复提供了新视角。

研究团队采用了一系列关键技术方法：通过CRISPR-Cas9基因编辑技术构建RAGE敲除细胞系和小鼠模型；利用流式细胞术和显微镜观察进行吞噬功能分析；采用蛋白质结合实验验证组蛋白与RAGE的直接相互作用；使用酶处理（DNase I和蛋白酶）研究细胞表面组蛋白的特性；并通过小鼠皮肤伤口模型评估生理条件下的吞噬清除功能。

Histones are ligands of RAGE

研究人员首先通过体外结合实验证实了组蛋白确实是RAGE的配体。他们将RAGE的胞外区（RAGE23-341）与组蛋白复合物共同孵育，发现组蛋白能够与RAGE特异性结合。更重要的是，当组蛋白与DNA形成复合物时，与RAGE的结合能力显著增强，且这种结合主要依赖于RAGE的V结构域。

Histones are attached to the late apoptotic cell surface via DNA

接下来，研究团队探究了组蛋白在凋亡细胞表面的呈现规律。他们用staurosporine诱导Jurkat细胞凋亡，发现随着凋亡进程的推进（4-12小时），细胞表面组蛋白H3的阳性率从6.57%增加到32.7%。这些表面组蛋白可以通过蛋白酶或DNase处理去除，说明它们以DNA-组蛋白复合物的形式存在于细胞表面。

Histones serve as ligands to induce RAGE-mediated phagocytosis

为了验证表面组蛋白的生物学功能，研究人员进行了系统的吞噬实验。在HEK293T细胞中，RAGE敲除使凋亡细胞吞噬率降低71%，而重新导入RAGE可恢复这一功能。竞争实验表明，可溶性组蛋白能够抑制吞噬作用，而用抗体阻断组蛋白也得到类似结果。特别值得注意的是，组蛋白介导的吞噬在短时间内（0.5小时）效果最为明显，说明这是一种快速清除机制。

Histones induce RAGE-mediated phagocytosis in primary cells

研究进一步在原代细胞中验证了这一机制。在小鼠肺上皮细胞和腹腔巨噬细胞中，去除凋亡细胞表面组蛋白同样显著降低了吞噬效率，而RAGE敲除细胞则不受影响。这证明组蛋白-RAGE通路在专业和非专业吞噬细胞中均发挥作用。

RAGE is required to remove histone-bound cells during wound healing

最后，研究团队在小鼠伤口愈合模型中探讨了这一通路的生理意义。结果显示，RAGE敲除小鼠的伤口愈合速度明显慢于野生型小鼠。伤后第三天，RAGE敲除小鼠伤口处的凋亡细胞和表面组蛋白阳性细胞数量显著增多，特别是中性粒细胞的清除受阻，这直接证实了RAGE介导的吞噬在组织修复中的关键作用。

这项研究系统阐明了组蛋白作为新型"eat-me"信号通过RAGE受体介导吞噬作用的分子机制。该发现的重要之处在于：首先，它揭示了晚期凋亡细胞的一种快速清除机制，组蛋白-DNA复合物比磷脂酰丝氨酸（PS）更易被识别，可能负责凋亡初期的快速清除；其次，RAGE能够协同识别多种配体，这种多特异性可能使其在不同生理状态下发挥不同功能；最后，在伤口愈合等生理过程中，该通路确证了其生物学重要性，为治疗慢性伤口和炎症性疾病提供了新思路。

值得注意的是，细胞表面组蛋白的出现可能不是程序性凋亡的直接结果，而是次级坏死的表现。但无论如何，这种"意外"暴露的组蛋白被RAGE有效识别，转化为清除信号，体现了生物系统的精巧设计。未来研究可以进一步探索组蛋白翻译后修饰（如糖基化）对RAGE结合的影响，以及该通路在神经退行性疾病、动脉粥样硬化等病理过程中的作用。