综述：硒与硒蛋白在中性粒细胞功能中的作用

本综述系统阐述了必需微量元素硒及其功能性形式硒蛋白在中性粒细胞（先天免疫关键效应细胞）中的多维调控作用。文章聚焦于活性氧（ROS）的核心地位，详细解析了硒/硒蛋白如何通过调节NADPH氧化酶（NOX）复合物、脂质介质（如LTB4、12-HETE）代谢、炎症信号通路（NF-κB、NLRP3 inflammasome）及细胞死亡方式（凋亡、ferroptosis），进而精细调控中性粒细胞的趋化、吞噬、NETs形成、炎症因子释放及凋亡等关键功能，为相关炎症性疾病（如IBD、RA）的机制研究与靶向干预提供了新的视角。

　　

硒与硒蛋白在中性粒细胞功能中的作用

中性粒细胞是先天免疫的核心部队，作为首批抵达炎症现场的应答者，它们不仅在启动炎症反应中扮演要角，更关乎炎症的适时消退。这些专业的吞噬细胞装备了多种受体（如Fc受体、模式识别受体PRRs），能精准识别危险信号（DAMPs/PAMPs），并通过迁移、吞噬、脱颗粒及释放中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）等策略执行免疫功能。其激活会通过NADPH氧化酶（NOXs，尤其是NOX2复合体）大量产生活性氧（ROS），远超其他细胞线粒体呼吸的副产品。ROS不仅是杀伤病原体的利器，更作为信号分子调控NETs形成、炎症通路激活及细胞死亡，可谓中性粒细胞功能的双刃剑。

硒作为必需的微量营养素，以其独特形式——第21种氨基酸硒半胱氨酸（Sec）——融入硒蛋白，凭借Sec的低氧化还原电位，成为细胞抗氧化防御的得力干将。膳食硒被吸收后，经一系列转化形成硒代磷酸，借由特殊tRNA^Sec将Sec插入含UGA密码子和Sec插入序列（SECIS）的硒蛋白中。硒蛋白P（SELENOP）作为硒的运输者，被细胞摄取后释放Sec用于合成其他硒蛋白。24种（小鼠）或25种（人）硒蛋白各司其职：谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）家族负责谷胱甘肽依赖的抗氧化；硫氧还蛋白还原酶（TXNRD）修复氧化损伤；脱碘酶（DIO）调节甲状腺激素活性。此外，如SELENON、SELENOK调控钙稳态，SELENOI催化磷脂合成，SELENOW影响细胞周期等新功能正被逐步揭示。鉴于免疫细胞面临严峻氧化压力，硒蛋白在T细胞、B细胞、NK细胞及巨噬细胞中的调控作用已获证实，而ROS在中性粒细胞中的核心地位，预示硒蛋白可能作为关键 redox 守门员，精细调控中性粒细胞功能。

硒与中性粒细胞ROS产生

早期研究显示，硒缺乏会降低牛、啮齿类中性粒细胞的胞内杀伤效率，源于ROS生成减少。然而，人类研究却呈现矛盾景象：低血硒水平关联ROS升高，硒补充反而削弱杀伤力。硒纳米颗粒（SeNP）处理或硒蛋白缺失细胞均可见ROS升高。这种差异暗示硒/硒蛋白可能精细调校ROS生产，而非简单开关。

硒与吞噬作用

硒对吞噬能力的影响同样不一。牛实验中未见差异，但人、猪、羊研究中硒促进吞噬，硒蛋白缺失则削弱此功能。吞噬涉及多重信号通路（PI3K、PLC、Rac/Rho GTPase、钙信号）和细胞骨架重组，而多种硒蛋白（SELENOM、SELENON、SELENOT、SELENOK、MSRB1、SELENOW）恰参与这些过程。硒蛋白表达层级受硒状态和病理条件影响，可能造成功能差异，具体机制有待深究。

硒与中性粒细胞迁移

硒水平调控趋化性。补硒可恢复缺硒牛中性粒细胞对fMLP的趋化；SeNP增强粘连分子（整合素、选择素）表达及腹膜炎模型中的迁移。ROS本身介导迁移——NADPH氧化酶缺陷（CGD）或抑制会导致迁移受损。硒缺失上皮细胞增加中性粒细胞粘连分子表达。髓系特异性硒蛋白缺失小鼠（Trsp^fl/flS100A8^Cre）感染时结肠中性粒细胞积聚显著，且缺失细胞高表达CD11b、CX3CR1，对fMLP/CX3CL1趋化增强。LPS刺激下，它们还增加花生四烯酸12-脂氧合酶（ALOX12）表达，促炎介质12-HETE由此生成，激发迁移和脱颗粒。但硒缺乏也可下调另一趋化剂白三烯B₄（LTB₄）的产生。可见，硒可能通过调节ROS影响脂介质生产和粘连分子表达，进而调控迁移。

硒与NETs

ROS调控NETs形成——一种由去浓缩染色质裹挟MPO、中性粒细胞弹性蛋白酶等蛋白构成的网结构，用于捕获病原体。硒 modulates 此能力：培养液低硒（<0.01 mg/l）诱导牛中性粒细胞自发形成NETs，高硒（0.08-2 mg/l）则抑制。SeNP注射小鼠效果类似。但炎症中，硒补充或SeNP处理反而抑制动脉粥样硬化或类风湿关节炎（RA）患者的NETs形成。然而，重金属/毒素研究中硒补充可通过上调NETs增强炎症。硒蛋白缺失鼠中性粒细胞NETs释放受损，或因基线水平已高。ROS激活NE和PAD4是NETs形成关键，而硒缺乏增加血栓烷A₂合成，后者调控NE脱颗粒和NET形成。综上，硒状态通过影响ROS积累和相关通路，塑造NETs形成与炎症消退。

硒与炎症细胞因子生产

硒影响促炎细胞因子产生。缺硒时，无论静息或疾病状态，中性粒细胞NF-κB信号激活、IL-1β和TNFα生产增加。Trsp^fl/flS100A8^Cre中性粒细胞也显示NF-κB激活增强，细胞因子高表达。SeNP处理抑制RA中的促炎因子。ROS触发NLRP3炎症小体激活，促进IL-1β和IL-18释放。此外，硒在巨噬细胞中通过上调PGD₂衍生物CyPG（如15d-PGJ₂）发挥抗炎作用，后者作为PPARγ内源性激动剂，抑制NF-κB、上调抗炎基因（Arg1、IL-10）、抑制迁移并促进凋亡。因此，硒可能通过控制ROS积累和生物活性脂介质代谢，调控促炎信号通路和细胞因子生产。

硒与中性粒细胞凋亡

膳食硒关联凋亡：无机硒饮食牛凋亡增加，硒补充挽救毒素诱导的死亡。Trsp^fl/flS100A8^Cre中性粒细胞与病原体共培养时凋亡减少。凋亡是炎症消退的重要事件，经由巨噬细胞efferocytosis清除。凋亡减少导致efferocytosis降低，加剧炎症。在整体层面，此过程削弱感染期间肠道屏障完整性，导致炎症不愈。ROS双向调节凋亡：通过诱导caspase-8切割促进凋亡，又通过NF-κB靶向抗凋亡因子（BCL2、XIAP）抑制凋亡。硒可能通过ROS调制NF-κB激活介导凋亡，助益炎症消退。

硒与中性粒细胞发育

硒补充关联细胞成熟。一例慢性中性粒细胞减少症患者血清硒低，日补硒增加外周血中性粒细胞数，停用后回落。牛长期补硒却致中性粒细胞减少。犊牛骨髓分析显示粒细胞前体增加而成熟细胞减少，提示硒/硒蛋白参与发育过程。

中性粒细胞中的硒蛋白

谷胱甘肽过氧化物酶

GPX家族是经典的含Sec抗氧化酶，利用谷胱甘肽还原过氧化氢。GPX1表达受中性粒细胞成熟关键转录因子PU.1调控，暗示其在发育中的作用。小鼠RNAseq检测到Gpx1、Gpx3、Gpx4表达。LPS刺激后，Gpx2和Gpx4蛋白表达渐增，Gpx1反降，显示炎症中时序调控。Gpx1^-/-小鼠炎症中迁移效率改变，但结果不一致，可能因GPX1调制上皮细胞粘连分子表达，需细胞特异性敲除模型阐明。GPX2高表达于胃肠道，与GPX1功能重叠，缺之增缺氧肺损伤中性粒细胞积聚。作为Nrf2下游靶点，它可能是中性粒细胞应答氧化压力的效应器。GPX3结构与GPX1似，主要分泌至胞外。其表达与多种癌症负相关，炎症性肠病（IBD）儿童血浆GPX3升高。RA患者中性粒细胞GPX3表达增伴ROS积累。鸡Gpx3^-/-中性粒细胞PKC表达降，PMA诱导NETosis受抑。miR-1696靶向Gpx3，其模拟物抑制MAPK信号进而抑制NETs形成。缺硒亦增加miR-1696表达，关联肠道损伤炎症。GPX4功能独特，可还原脂质氢过氧化物，是铁死亡（ferroptosis）的内源性抑制因子。狼疮患者中性粒细胞GPX4表达显著下调，IFNγ和自身抗原刺激转录抑制因子CREMα结合其启动子下调表达，导致铁死亡增加致病。LPS刺激增Gpx4表达，关联脂质氢过氧化物积累，提示其参与炎症。但中性粒细胞虽富含脂质过氧化物，却抵抗铁死亡，或有其他机制（如FSP1、HSPB1）对抗氧化压力。

硫氧还蛋白还原酶

TXNRDs是含Sec的二硫键氧化还原酶，还原硫氧还蛋白等底物。TXNRD1在胞质，TXNRD2/3在线粒体。中性粒细胞线粒体少，故Txnrd2/3表达低，而Txnrd1表达居前五。TXNRDs对硒敏感性较低，但严重缺硒时Sec被Cys替换，酶活大降。自闭症神经炎症中，患儿中性粒细胞TXNRD1表达增、硫氧还蛋白降，更易受汞氧化压力。Txnrd1缺失不影响稳态髓系发育，但氧化压力下骨髓和外周血髓系细胞群降，LPS挑战后中性粒细胞减少，提示其参与应急 granulopoiesis。抗RA药物金诺芬（auranofin）原是PKC抑制剂，后被发现是TXNRD1/2抑制剂，直接结合活性位点Sec。治疗浓度金诺芬抑制中性粒细胞凋亡、增ROS production和溶酶体释放，改变脂代谢和粘连分子表达，并抑制对LTB₄的趋化。Txnrd1通过互作FAK，逆转高氧中NO诱导的β2整合素S-亚硝基化，促进fML刺激下的粘连。CGD患者中，TXNRD1经硫氧还蛋白核转位调节TNFα表达，促进NF-κB核转位和促炎基因表达。硫氧还蛋白互作蛋白（TXNIP）调控炎症小体激活——硫氧还蛋白氧化后与TXNIP解离，TXNIP结合NLRP3促其激活和IL-1β分泌。

其他硒蛋白

SELENOK促进中性粒细胞向CXCL1迁移，全身敲除鼠腹膜炎中迁移受损。MSRB1在中性粒细胞表达和活性最高，逆转甲硫氨酸氧化。中性粒细胞MPO产生甲硫氨酸亚砜用于杀菌，而细菌的甲硫氨酸亚砜还原酶抵抗此作用，MSRB1或类似保护中性粒细胞。阿尔茨海默病患者中性粒细胞MSRB1低表达，或成生物标志物。SELENOF受凋亡细胞衍生物H₂S调控，结合STAT1影响TH17发育。H₂S影响NETosis和迁移，且NETs和中性粒细胞因子调控TH17分化，加之中性粒细胞能efferocytose凋亡细胞，SELENOF可能调控功能及与微环境细胞通讯。成熟中性粒细胞Selenoh和Selenow表达低，但斑马鱼发育中Selenoh表达渐降、Selenow渐增，提示参与发育。RNAseq显示Selenon是鼠中性粒细胞表达最高硒蛋白，虽在免疫细胞中表达最低。作为钙稳态关键调节器，它参与肌肉再生，免疫细胞中作用不清。其表达与多种癌症结局相关，关联免疫细胞（包括中性粒细胞）浸润激活，在胶质瘤中与NETs形成通路相关。鉴于钙信号参与多重中性粒细胞功能，SELENON可能调控激活。

结论

中性粒细胞在炎症中遭受氧化压力，无论来自内源ROS或周遭细胞组织。ROS参与多种功能，而硒/硒蛋白调节ROS生产积累的能力，强烈提示其在中性粒细胞生物学中的角色。虽然通过膳食或遗传操作观察到功能调制，但中性粒细胞功能受交互细胞和因子（如激素、细胞因子、趋化因子）大幅调控，organismal水平操作导致非特异性效应，难以精准评估。未来需开发中性粒细胞靶向特异性硒蛋白缺失模型，阐明生理病理条件下硒蛋白调控机制。