P-selectin/PSGL-1/NOX2/PAD4信号轴调控中性粒细胞外渗与NETosis在减压病肺损伤中的作用机制及多模型验证

本研究针对减压病（DCI）肺损伤的分子机制，通过整合转录组学和蛋白质组学分析，首次揭示P-selectin通过PSGL-1受体激活中性粒细胞NOX2和PAD4，形成级联信号网络调控中性粒细胞外渗和NETosis。创新性构建人肺器官芯片模型动态模拟病理进程，证实靶向干预P-selectin/PSGL-1或NOX2/PAD4轴的治疗潜力，为DCI精准治疗提供新策略。

　　

当潜水员快速上浮或飞行员突然减压时，体内溶解的惰性气体会像开盖的汽水一样形成致命气泡，这种被称为减压病（DCI）的急症可导致多器官损伤，其中肺部是首要靶器官。尽管现行阶段减压方案能部分预防DCI，但标准化操作下仍会发生病例，暗示传统机械减压理论存在认知空白。更棘手的是，临床常用的高压氧治疗虽能缓解气泡栓塞，却对后续炎症风暴束手无策——这就像拆除了炸弹却无法阻止其引发的火灾。

针对这一临床困境，海军军医大学的研究团队在《Free Radical Biology and Medicine》发表突破性研究。他们发现气泡不仅造成物理性栓塞，更会激活内皮细胞-血小板-中性粒细胞这一致命"三联体"：血管内气泡像砂纸般摩擦内皮，促使P-selectin分子"警报器"高表达；这些粘附分子通过与中性粒细胞表面的PSGL-1受体"对接"，激活NADPH氧化酶2(NOX2)产生活性氧(ROS)，进而触发肽酰精氨酸脱亚胺酶4(PAD4)催化组蛋白瓜氨酸化，最终驱动中性粒细胞像"自杀式炸弹"般释放染色质网(NETs)。这种被称为NETosis的过程虽然能捕杀病原体，但过度激活却会加剧组织损伤。

研究团队运用三大关键技术展开攻关：建立标准化大鼠DCI模型模拟急性肺损伤进程；首创人肺器官芯片(OOC)系统实现人类组织水平的动态病理模拟；结合流式细胞术、免疫荧光和分子互作分析等多维度验证机制。

在"大鼠DCI模型建立及肺组织损伤病理特征"部分，研究发现：

• 减压后30分钟内死亡率达峰值，尸检可见典型"粉红色泡沫痰"肺水肿征象

• 病理切片显示血管内气泡与中性粒细胞"贴壁"现象，损伤肺组织中Cit-H3⁺/MPO⁺双标NETs增加3.8倍

• 血浆NETs标志物(游离DNA/髓过氧化物酶复合物)水平与肺损伤评分呈正相关

"中性粒细胞外渗与NETosis的分子机制"章节揭示：

• 阻断P-selectin可使中性粒细胞跨内皮迁移减少67%，NETosis下降52%

• PSGL-1敲除小鼠肺血管通透性改善，肺泡出血面积减少74%

• NOX2抑制剂apocynin和PAD4抑制剂Cl-amidine联用效果优于单药治疗

"器官芯片验证"环节创新性地证明：

• 在仿生微流体芯片中，气泡剪切力使内皮P-selectin表达上调5.3倍

• 实时成像捕捉到中性粒细胞经PSGL-1依赖途径"钻出"血管的全过程

• 人源化模型首次证实NETs可直接损伤Ⅱ型肺泡上皮细胞

讨论部分指出，该研究构建了"DCI损伤四步曲"理论框架：气泡机械损伤→P-selectin"分子开关"激活→NOX2/PAD4信号轴触发→NETosis风暴。这不仅解释了为何部分规范减压者仍发病（存在遗传易感性的NOX2/PAD4通路过度激活），更提供了三个精准干预靶点：使用P-selectin单抗阻断"启动信号"，以NOX2抑制剂控制"氧化风暴"，或用PAD4抑制剂切断"终末通路"。

这项研究的意义在于：首次在人类组织水平证实NETosis是DCI肺损伤的关键效应器；开发的可穿戴式器官芯片为动态研究减压病提供颠覆性工具；提出的组合治疗方案已进入临床前试验，有望改写DCI救治指南。正如审稿人所言："这项研究就像在湍急的炎症河流中架起了三座桥梁，让治疗药物能精准抵达病灶。"