抑制中性粒细胞的浸润和NETosis（中性粒细胞胞外 traps的形成）可以减轻脓毒症引起的心脏损伤，并降低心肌炎症和细胞凋亡

《International Immunopharmacology》：Inhibition of neutrophil infiltration and NETosis ameliorates sepsis-induced cardiac injury and reduces myocardial inflammation and apoptosis

本研究旨在探讨抑制中性粒细胞浸润和NETosis对脓毒症心肌病（SIC）的治疗作用。通过基因表达微阵列分析、单细胞RNA测序及体外/体内实验，发现NETosis和中性粒细胞浸润是SIC的关键驱动因素，抑制NET形成或降解可减轻心肌炎症和凋亡，改善心脏收缩功能。该研究为SIC的诊断和治疗提供了理论依据。

　　本文探讨了脓毒症诱导心肌病（SIC）中中性粒细胞浸润和中性粒细胞外陷阱（NETs）形成的作用机制，并评估了针对这些过程的干预策略对心脏功能的保护效果。研究通过整合多种实验手段，包括基因表达微阵列分析、单细胞RNA测序、体外模型以及体内小鼠模型，揭示了SIC的免疫和细胞死亡网络，为开发新的治疗靶点提供了理论依据。

SIC作为一种与脓毒症相关的心肌功能障碍，近年来受到越来越多的关注。尽管其在某些情况下具有可逆性，但其对患者预后的影响却十分严重，常伴随急性心室收缩或舒张功能障碍以及显著的血流动力学不稳定。即使在现代重症监护技术不断进步的背景下，SIC仍然对大量脓毒症和脓毒症休克患者造成威胁，导致器官支持时间延长和死亡率增加。目前，针对SIC的标准化诊断路径和有效治疗方案仍然有限，因此亟需进一步探索其病理机制和潜在干预靶点。

研究指出，SIC的发病机制涉及一系列失调的免疫反应，特别是在心肌及其微血管中。病原体和损伤相关分子模式（PAMPs和DAMPs）通过模式识别通路激活炎症反应，其中包括Toll样受体、NLRP3炎症小体和cGAS–STING信号通路。这些通路不仅导致促炎细胞因子和趋化因子的大量释放，还招募并激活白细胞，同时诱导内皮细胞激活、糖萼降解和屏障功能丧失。此外，补体效应物和凝血-炎症信号的相互作用通过血小板激活、组织因子表达、凝血酶生成和纤维蛋白沉积促进免疫性血栓形成，从而进一步损害微血管灌注。抗原呈递和树突状细胞的相互作用则影响适应性免疫反应，导致Th1和Th17表型的偏移以及T细胞功能障碍，这些因素共同维持心肌炎症。

在心肌细胞层面，这些免疫信号最终汇聚于氧化应激和线粒体功能障碍，影响钙离子处理和兴奋-收缩耦合，进而激活程序性细胞死亡通路，如凋亡、焦亡和铁死亡，最终导致心肌收缩功能下降。因此，中性粒细胞的浸润和NETs的形成成为心肌损伤的重要放大因素。中性粒细胞浸润不仅是关键触发因素，能够将亚致死性心肌细胞应激转化为灾难性的收缩功能障碍，还通过释放炎症风暴和同步死亡程序加剧心肌损伤。

NETosis是一种中性粒细胞通过释放富含DNA的结构来捕捉病原体的机制，其形成通常依赖于蛋白精氨酸脱亚氨酶4（PAD4）介导的组蛋白瓜氨酸化。NETosis可以分为依赖NADPH氧化酶（NOX2）和不依赖NOX2的两种亚型。依赖NOX2的NETosis通常由受体/蛋白激酶C（PKC）/钙离子信号通路启动，通过NOX2生成活性氧（ROS），激活PAD4，并驱动组蛋白瓜氨酸化和染色质去浓缩，这些特征使其对NOX2阻断敏感。而不依赖NOX2的NETosis则在NOX2活性较低的情况下发生，通常由钙离子过载和线粒体来源的氧化剂驱动，并表现出对NOX2抑制的一定程度抵抗。尽管NETs在微生物控制中具有重要作用，但过度或未解决的NETosis会加剧组织炎症、内皮损伤和免疫性血栓形成，从而促进脓毒症相关的多器官功能障碍。

当前的研究和转化性研究已经强调NETs在脓毒症生物学中的双重作用，既是生物标志物，也是潜在的治疗靶点。越来越多的证据表明，调节NETs的策略可能对脓毒症的治疗具有积极意义。此外，NETosis不仅在系统性脓毒症中起重要作用，也在心血管疾病中逐渐被发现具有重要影响。例如，在缺血性心脏和脑血管损伤中，NET的释放迅速发生，并参与不适应的免疫反应。实验性的NET降解或阻断策略已被证明可以减轻下游免疫功能障碍和组织损伤。更广泛地说，NETosis与动脉粥样硬化血栓形成、斑块不稳定性、微血管阻塞和不良心室重塑有关，使得NETs成为心血管病理中炎症与血栓形成交叉的关键节点。

本文的研究进一步验证了这一观点，通过结合HL-1心肌细胞与中性粒细胞的共培养模型、纯化的NET干预模型、结肠穿孔（CLP）和脂多糖（LPS）小鼠模型，以及全面的功能、生化、组织学和分子读数，揭示了SIC中的免疫和细胞死亡程序。研究评估了多种针对NET的干预策略，包括CI-氨基丁酸、Sivelestat（中性粒细胞弹性蛋白酶抑制剂）、DNase I（NET降解）和Anti-Ly6G（中性粒细胞抑制剂），以确定其对心脏功能的保护作用以及对心肌炎症和凋亡的减轻效果。

通过基因表达微阵列分析和单细胞RNA测序，研究发现SIC的免疫激活和程序性细胞死亡显著增强，尤其是NETosis通路的激活。这些发现得到了LPS处理后心脏组织的RNA测序结果的支持，进一步确认了中性粒细胞和NET相关基因表达的上调。在体外实验中，NET的诱导被证明能够加剧HL-1心肌细胞的凋亡、ROS水平和细胞因子释放，而抑制或降解NET则能够有效缓解这些病理过程。

在体内实验中，小鼠被分为对照组、CLP组和LPS组，其中CLP和LPS组接受载体或NET抑制剂处理。通过超声心动图、血浆乳酸脱氢酶（LDH）和肌酸激酶-MB（CK-MB）水平、促炎细胞因子（IL-1β、IL-6、TNF-α）以及心脏NETs（Ly6G/PAD4、MPO/NE）和凋亡（TUNEL、BAX/BCL-2、cleaved caspase-3）的评估，研究发现CLP和LPS模型导致早期左室射血分数（EF）和缩短分数（FS）下降，同时LDH和CK-MB水平升高，促炎细胞因子增加，心脏中性粒细胞浸润和NET负担增加，以及心肌细胞凋亡增强。而针对中性粒细胞的干预策略能够有效减少心脏中性粒细胞和NET的数量，降低促炎细胞因子水平，减少TUNEL阳性率和凋亡信号，从而部分保留心脏收缩功能。

这些结果表明，NETosis和中性粒细胞浸润在SIC中具有重要的治疗价值，针对NET形成、DNA降解或中性粒细胞募集的策略能够减轻心肌炎症和凋亡，并在一定程度上保护心脏收缩功能。因此，这些发现为SIC的早期诊断、及时干预和改善预后提供了理论依据。此外，研究还强调了对NET的干预可能在多种心血管疾病中具有广泛应用，特别是在促进炎症与血栓形成相互作用的病理过程中，通过调节NET的形成和功能，可以有效减轻心肌损伤。

为了进一步验证NET的形成是否依赖于NADPH氧化酶（NOX2），研究通过显示阿朴吗啡（apocynin）的敏感性来证明这一点，并进一步表明线粒体ROS清除剂Mito-TEMPO能够减少HL-1细胞中NET诱导的ROS水平。此外，研究还评估了多种NET调节策略，包括CI-氨基丁酸、Sivelestat、DNase I和Anti-Ly6G，以确定其对心脏功能的保护作用。这些策略不仅能够减少心脏中的中性粒细胞和NET负担，还能够降低促炎细胞因子水平，减少凋亡信号，并部分保留心脏收缩功能。

研究团队在实验设计和数据分析方面做出了重要贡献。Jinfang Xue作为共同第一作者，领导了体内的实验工作，包括CLP/LPS模型的建立和超声心动图检测，进行了组织学和免疫荧荧光分析，开展了流式细胞术，整理了数据，并起草了结果部分，包括初步的图表制作。Yuan Ren作为共同第一作者，进行了生物信息学分析，包括人类微阵列、单细胞RNA测序和小鼠心脏RNA测序，生成了可视化图表（火山图、基因集富集分析/基因本体/KEGG、UMAP），进行了统计整合，并参与了引言和讨论部分的撰写。Ying Chen和Huadong Zhu也对研究做出了重要贡献，分别负责图表制作和数据分析。Yang Wang则参与了研究的监督和资金获取，确保研究的顺利进行。

本研究的动物实验获得了四川省人民医院伦理委员会的批准（编号：326，2023），并严格遵守ARRIVE指南。所有作者均确认并完成了ARRIVE清单，相关文件已作为附件上传。研究得到了多项资金支持，包括国家自然科学基金（82303712）、四川省科技计划（2024NSFSC0751）、中国博士后科学基金会（2023M740520、2024T170099）、四川省卫生健康委员会医学科技计划（24QNMP097）以及国家高水平医院临床研究基金（2022-PUMCH-D-005）。此外，研究团队还得到了教授吕传柱及其实验室的大力支持，以及教授朱华东及其团队的协助。在论文撰写过程中，LetPub为语言润色提供了帮助，而图9和图形摘要则使用BioRender平台创建。

综上所述，本文的研究为理解SIC的发病机制和开发新的治疗策略提供了重要的理论基础和实验支持。通过系统性的实验设计和多维度的分析方法，研究揭示了NETosis和中性粒细胞浸润在SIC中的核心作用，并验证了针对这些过程的干预策略的有效性。这些发现不仅有助于改善SIC患者的预后，还可能为其他与NETosis相关的疾病提供新的治疗思路。