Mac-1通过ERK磷酸化调控中性粒细胞胞外诱捕网形成加剧肾缺血再灌注损伤的机制研究

本研究针对急性肾损伤（AKI）中中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）的致病机制展开，复旦大学附属中山医院团队发现整合素Mac-1（CD11b/CD18）通过ERK磷酸化途径驱动NETs形成，从而加重肾缺血再灌注损伤（IRI）。研究采用临床样本分析、基因敲除小鼠模型及抗体干预实验，证实抗Mac-1抗体M1/70可显著减轻肾脏炎症和损伤，为AKI治疗提供了新靶点。成果发表于《Inflammation》，为理解无菌性炎症中免疫细胞调控机制提供了重要依据。

　　

肾脏作为人体重要的代谢器官，其急性损伤（AKI）已成为临床常见的危重症，尤其心脏手术后发生率高达30%。在众多致病因素中，缺血再灌注损伤（IRI）引发的"无菌性炎症"尤为棘手——没有病原体入侵，免疫系统却错误地对自身组织发起攻击。中性粒细胞作为炎症反应的"先锋部队"，通过释放染色质网状结构（中性粒细胞胞外诱捕网，NETs）加剧组织损伤，但这一过程的具体调控机制尚不明确。

复旦大学附属中山医院肾脏科团队将目光聚焦于白细胞表面整合素Mac-1（CD11b/CD18）。既往研究已知其介导炎症反应，但在肾脏IRI中是否通过调控NETs发挥作用仍是未解之谜。研究人员通过临床观察发现，心脏术后发生AKI的患者外周血中，中性粒细胞表面Mac-1表达显著升高，同时血清游离DNA（cf-DNA，NETs标志物）水平激增。更引人注目的是，在间质性肾炎患者的肾活检组织中，免疫荧光清晰地显示出Mac-1与NETs标志物（瓜氨酸化组蛋白H3和弹性蛋白酶）的共定位。这些线索强烈提示：Mac-1可能是连接中性粒细胞活化与NETs形成的关键分子。

为验证这一假说，研究团队构建了精密的实验体系：通过比较野生型（WT）与Mac-1基因敲除（Mac-1^-/-）小鼠的肾IRI模型，发现缺失Mac-1可使肾功能指标（血清肌酐）改善40%，肾小管损伤评分降低50%。更有趣的是，使用DNA酶I（DNase I）降解NETs能产生类似保护效果，证实NETs确实是IRI的重要效应物质。通过流式细胞术和免疫组化分析，研究者观察到Mac-1^-/-小鼠肾脏中Ly6G⁺中性粒细胞浸润减少60%，炎症因子（TNF-α、IL-6等）表达显著下调。

机制探索部分揭示了精彩的内幕：从骨髓分离的原代中性粒细胞在佛波酯（PMA）刺激下，WT细胞能形成典型的NETs结构（Sytox Green染色显示DNA网状纤维），而Mac-1^-/-细胞则表现迟钝。转录组分析发现，Mac-1缺失导致MAPK信号通路中ERK磷酸化（p-ERK）水平降低——这恰是NETs形成的核心信号节点。当研究者用ERK抑制剂处理WT中性粒细胞时，NETs生成被有效阻断，完美验证了"Mac-1-ERK-NETs"的调控轴。

研究的转化价值体现在治疗性抗体M1/70的实验中：在IRI前给予抗Mac-1抗体，不仅减少50%的NETs形成（CitH3蛋白表达下降），还使肾组织MPO⁺中性粒细胞浸润减少45%。这种靶向干预策略避免了全身性免疫抑制的副作用，为临床AKI防治提供了新思路。

关键技术方法包括：1）临床队列分析（30例心脏手术患者和间质性肾炎活检组织）；2）小鼠双侧肾缺血再灌注模型建立；3）骨髓源性中性粒细胞（BMDN）分离与NETs诱导；4）流式细胞术检测中性粒细胞亚群；5）RNA测序与KEGG通路分析；6）ERK特异性抑制剂干预实验。

研究结果精要：
CD11b和NETs参与人类肾损伤
通过免疫荧光证实间质性肾炎患者肾脏中Mac-1与NETs共定位，心脏术后AKI患者显示CD11b表达和血清cf-DNA水平同步升高。

NETs介导肾IRI
DNase I处理显著改善WT小鼠肾小管损伤评分（降低60%）和肾功能，伴随炎症因子（TNF-α、IL-1β）和中性粒细胞浸润（MPO⁺细胞）减少。

Mac-1缺失减轻肾损伤
Mac-1^-/-小鼠较WT表现出更轻的肾小管坏死和NGAL表达下降，血清肌酐水平降低35%。

Mac-1调控NETs形成
Mac-1^-/-肾脏CitH3阳性NETs减少70%，骨髓中性粒细胞在PMA刺激下ROS生成和ERK磷酸化水平显著降低。

ERK磷酸化的关键作用
RNA-seq显示Mac-1缺失影响MAPK通路，ERK抑制剂处理使WT中性粒细胞的NETs生成减少65%。

M1/70抗体的治疗潜力
抗Mac-1抗体干预使肾IRI小鼠的Ly6G⁺细胞浸润减少50%，同时PAD4 mRNA表达下调40%。

这项研究首次阐明Mac-1通过ERK依赖途径调控NETs形成，从而加剧肾IRI的分子机制。其重要意义在于：1）为AKI的"无菌性炎症"理论补充了关键环节；2）发现Mac-1-ERK轴可作为治疗靶点；3）提供抗体干预的临床转化路径。研究者特别指出，与传统免疫抑制相比，靶向Mac-1能更精确地阻断NETs的致病作用而不影响整体免疫功能。未来研究可探索给药时机优化和纳米载体递送等策略，推动这一发现向临床应用迈进。