蚯蚓体腔细胞释放胞外诱捕网(ETs)参与包囊化过程的机制研究

本研究揭示了蚯蚓(Eisenia andrei)体腔细胞通过释放胞外诱捕网(ETs)参与病原体包囊化过程的关键机制。研究人员通过LPS包被琼脂糖珠模拟大型病原体，发现ETs的形成依赖于体液组分和蛋白酶活性，且与活性氧(ROS)无关。该研究首次阐明ETs在无脊椎动物包囊化免疫中的时空动态作用，为理解先天免疫进化提供了新视角。

　　

在土壤生态系统中，蚯蚓作为"生态系统工程师"长期暴露于细菌、真菌和寄生虫等病原体威胁下。尽管已知其具有吞噬作用、活性氧(ROS)产生等防御机制，但对于大型病原体如寄生虫的包囊化过程仍存在认知空白。特别是近年来发现的胞外诱捕网(ETs)现象——一种由DNA和组蛋白构成的网状结构，在脊椎动物免疫中已被证实能捕获病原体，但其在无脊椎动物包囊化中的作用机制尚未阐明。

波兰雅盖隆大学动物与生物医学研究所的研究团队通过创新性实验设计，首次揭示了蚯蚓体腔细胞ETs参与包囊化过程的分子机制。研究发现ETs的形成能显著增强包囊化效率，这一发现发表在《Developmental 》期刊上，为理解无脊椎动物与脊椎动物免疫系统的进化关联提供了关键证据。

研究采用LPS包被琼脂糖珠模拟寄生虫，结合时间序列观察、基因表达分析、蛋白酶活性检测和NADPH氧化酶抑制等技术。通过体腔细胞分离培养体系，系统评估了体液组分、蛋白酶和ROS在ETs形成与包囊化中的调控作用。

3.1节显示，LPS包被珠能快速诱导体腔细胞聚集，2小时内即启动包囊化并伴随ETs释放。基因分析证实LPS显著上调ccf-1和lbp/bpi基因表达，这两种模式识别受体(PRRs)是识别病原相关分子模式(PAMPs)的关键分子。

3.2节揭示，包囊化和ETs形成严格依赖体液组分和蛋白酶活性。广谱蛋白酶抑制剂几乎完全抑制细胞聚集，zymography显示LPS刺激使蛋白酶活性提升3倍。值得注意的是，NADPH氧化酶抑制剂DPI虽降低ROS产量，却不影响包囊化进程，表明ETs形成存在ROS非依赖途径。

3.3节通过DNase I处理实验证实，ETs解体导致包囊结构松散，直接证明ETs是维持包囊稳定的结构基础。时间推移观察显示，DNase处理后15分钟即可见ETs网络崩解。

这项研究突破性地证实：蚯蚓通过ETs-包囊化协同机制对抗大型病原体，该过程由体液组分(含CCF-1和LBP/BPI)启动，经蛋白酶级联反应调控，且独立于ROS途径。特别值得注意的是，ETs不仅作为物理屏障捕获病原体，更通过提供DNA支架促进黑色素沉积，最终形成特征性的"棕色小体"。这一发现将无脊椎动物ETs功能从单纯的微生物捕获拓展至多细胞协同防御层面，为理解先天免疫的进化保守性提供了新范式。从应用角度看，研究揭示的蛋白酶依赖性调控机制，为开发新型抗寄生虫药物提供了潜在靶点。