《Frontiers in Immunology》:Endocytosis and non-canonical autophagy mediate extracellular histones cytotoxicity in vascular models of sepsis
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本研究深入探讨了在脓毒症背景下,胞外组蛋白通过网格蛋白介导的内存作用(clathrin-mediated endocytosis)进入人脐静脉内皮细胞(HUVEC)及血液血管类器官(BVOs),并进一步与自噬标志蛋白LC3B发生共定位,激活非经典自噬通路(如LANDO),进而诱导细胞毒性及血管功能障碍的分子机制。该研究不仅揭示了组蛋白作为损伤相关分子模式(DAMPs)在脓毒血症病理过程中的关键作用,也为探索以自噬调控为靶点的治疗策略提供了新视角。
引言
脓毒症是一种全身性过度炎症反应疾病,其发病机制与免疫系统识别病原相关分子模式(PAMPs)和损伤相关分子模式(DAMPs)密切相关。组蛋白作为染色质基本组成蛋白,在细胞死亡时释放至胞外空间,发挥DAMP功能,激活免疫反应并导致内皮细胞损伤及多器官衰竭。本研究利用HUVEC和BVOs两种血管模型,系统评估胞外组蛋白的细胞毒性及其与LC3B介导的非经典自噬通路的关联。
组蛋白在HUVEC与BVOs中呈现剂量依赖性细胞毒性
研究显示,高浓度(400–500 μg/mL)的核心组蛋白(H2A、H2B、H3、H4)可显著降低HUVEC和BVOs的细胞存活率,而组蛋白H1–Alexa488(H1–488)在相同浓度范围内未引起明显毒性。BVOs因具备3D结构和多种细胞类型,对组蛋白毒性表现出更高耐受性,凸显其在模拟人体微血管环境中的优势。
组蛋白通过网格蛋白介导的内存作用进入细胞
低温(4°C)预处理可有效抑制组蛋白内化,显著减少组蛋白与LC3B的共定位及细胞死亡。特异性抑制网格蛋白介导的内存作用(使用dynasore阻断dynamin)可完全阻断组蛋白H1–488和H3进入HUVEC,而小窝蛋白介导的内存作用抑制剂(genistein)无此效果,证实组蛋白内化主要依赖网格蛋白通路。
内化组蛋白与自噬标记蛋白LC3B共定位
免疫荧光与邻近连接实验(PLA)显示,组蛋白H3和H1–488在HUVEC胞内与LC3B显著共定位,且共定位程度随组蛋白浓度增加而升高。在BVOs中,组蛋白处理同样引起LC3B荧光信号增强,且该效应可被低温预处理阻断,表明组蛋白通过内存作用进入细胞后激活LC3B相关通路。
讨论:LANDO通路可能介导组蛋白胞内毒性
本研究提出,组蛋白可能通过网格蛋白内存作用进入细胞,并与LC3B阳性囊泡结合,激活LC3B相关内存作用(LANDO)——一种非经典自噬通路。该通路此前被发现参与免疫受体(如TREM-1、TLR-4)回收,其在脓毒症内皮细胞中的激活为理解组蛋白介导的炎症放大机制提供了新视角。
结论
胞外组蛋白通过网格蛋白依赖的内存作用进入内皮细胞,与LC3B相互作用并可能激活非经典自噬通路,最终导致细胞毒性。这一机制在二维细胞模型和三维类器官中均得到验证,为脓毒症中血管损伤的分子基础提供了新见解,并为靶向自噬通路治疗脓毒症提供了理论依据。