《eBioMedicine》：NET-derived DNA is associated with cGAS-STING and type I IFN responses, as supported by monocyte stimulation cultures using plasma from female patients with SLE
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背景：系统性红斑狼疮（Systemic Lupus Erythematosus，SLE）以Ⅰ型干扰素（type I interferon，IFN）反应失调为特征。中性粒细胞胞外诱捕网（neutrophil extracellular traps，NETs）可增
背景：系统性红斑狼疮（Systemic Lupus Erythematosus，SLE）以Ⅰ型干扰素（type I interferon，IFN）反应失调为特征。中性粒细胞胞外诱捕网（neutrophil extracellular traps，NETs）可增加，并通过结合Toll样受体（Toll-like receptors，TLRs）激活浆细胞样树突状细胞（plasmacytoid dendritic cells，pDCs）；但NETs能否通过胞质双链DNA（double-stranded DNA，dsDNA）感知通路激活单核细胞尚不清楚。方法：研究人员将健康供体单核细胞与健康供体或SLE患者稀释血浆，或体外生成的NETs共培养；以流式细胞术检测磷酸化STING（pSTING）与磷酸化TBK1（pTBK1）评估cGAS（cyclic GMP-AMP synthase）-STING（stimulator of interferon genes）通路，以微球免疫分析定量Ⅰ型IFN等细胞因子；仅纳入符合标准且可用的女性供体样本。结果：血浆中髓过氧化物酶-DNA（MPO-DNA）水平与IFNβ水平相关（P = 0.002）。SLE血浆按疾病活动度增强健康单核细胞的STING与TBK1磷酸化及IFNβ表达（P < 0.0005）。体外NETs复现上述结果，提升pSTING、pTBK1及IFNα、IFNβ分泌（P < 0.05），并被cGAS抑制剂cGAS-IN-1抑制。结论：NET相关DNA可激活人单核细胞cGAS-STING信号并促进Ⅰ型IFN产生，该通路值得在SLE的Ⅰ型IFN驱动炎症中进一步研究。
研究背景方面，系统性红斑狼疮（Systemic Lupus Erythematosus，SLE）是一种以Ⅰ型干扰素（type I interferon，IFN）信号持续异常为重要特征的自身免疫病。既往研究已表明中性粒细胞胞外诱捕网（neutrophil extracellular traps，NETs）在SLE中增多，并且可通过Toll样受体（Toll-like receptor，TLR）途径激活浆细胞样树突状细胞（plasmacytoid dendritic cells，pDCs）产生Ⅰ型IFN。然而，NETs所释放的胞外DNA是否可以直接进入人单核细胞并激活环鸟苷酸-腺苷酸合成酶（cyclic GMP-AMP synthase，cGAS）-干扰素基因刺激因子（stimulator of interferon genes，STING）这一胞质DNA感知通路，当时仍不明确。单核细胞在SLE中被证明可维持Ⅰ型IFN水平，而cGAS-STING通路是诱导单核细胞Ⅰ型IFN反应的关键通路之一，因此研究人员希望明确SLE血浆中的NET相关DNA是否能够作为内源性触发物，激活单核细胞cGAS-STING并推动Ⅰ型IFN炎症。该研究发表于《eBioMedicine》。
关键技术方法方面，研究人员使用来自荷兰乌得勒支大学医学中心的健康供体样本，以及PROFILE研究中女性SLE患者纵向血浆样本；以密度梯度离心和阴性分选获得原代单核细胞；用健康供体血浆、SLE血浆、体外生成NETs及DNase消化NETs（deNETs）进行刺激；以流式细胞术检测pSTING、pTBK1、IRF3及IFN表达；以微球免疫分析检测培养上清细胞因子；以cGAS-IN-1抑制cGAS，以anifrolumab阻断Ⅰ型IFN受体信号；并以ELISA定量血浆MPO-DNA与瓜氨酸化组蛋白H3（citrullinated histone H3，CitH3）。
研究结果方面，第一部分题为Ⅰ型干扰素反应与SLE疾病活动度及循环NET相关标志物相关。研究人员对活动期SLE患者每3个月纵向采样，并与健康供体及缓解期患者比较，发现循环cell-free DNA（cfDNA）、MPO-DNA和CitH3随疾病活动度升高而增加；MPO-DNA与血浆IFNβ正相关，CitH3与IFNα2正相关，说明不同NET相关标志物分别与不同Ⅰ型IFN亚群相关。
第二部分题为高疾病活动度SLE患者血浆与单核细胞cGAS-STING通路激活及IFNβ产生增强相关。研究人员将10倍稀释血浆与原代单核细胞共培养24小时，发现活动期SLE血浆显著提高pSTING、pTBK1、STING、TBK1和IRF3表达，且响应强度随SLEDAI升高而增强；经典和中间型单核细胞反应最明显。anifrolumab处理下，单核细胞胞内IFNα信号减弱，而IFNβ表达仍保留，并且胞内IFNβ与血浆MPO-DNA水平正相关，支持NET相关DNA通过cGAS-STING诱导IFNβ。
第三部分题为体外生成NETs激活单核细胞cGAS-STING信号并促进Ⅰ型IFN产生。研究人员用完整NETs、deNETs及cGAS-IN-1处理单核细胞，发现完整NETs诱导pSTING和IFNβ分泌，并被cGAS抑制；deNETs虽DNA减少，仍可提高pTBK1并诱导部分IFNα分泌，提示残留DNA片段或NET相关蛋白也可参与先天免疫激活。纯化单核细胞相比单核细胞耗竭PBMCs产生更高IFNα和IFNβ，说明单核细胞是NET诱导Ⅰ型IFN的主要细胞来源。
第四部分题为NETs与deNETs诱导不同炎症细胞因子特征及SLE中差异Ⅰ型IFN关联。研究人员检测48小时上清发现，完整NETs更强诱导GM-CSF、TNFα、CCL2、IL1β、IL6、IL8和IL10；血浆相关网络分析显示IFNα2与CCL2、IL6、IL10、IL17、IL18、IL33聚簇，IFNβ与IL8、IL12p70、IP10、TNFα、IFNγ聚簇，表明Ⅰ型IFN亚群参与不同炎症网络。
讨论部分总结为，研究人员指出循环MPO-DNA和CitH3只是NET生物学间接标志，受形成、降解和清除影响；功能实验更能说明NET来源DNA具有免疫刺激潜能。完整NET结构更有利于将DNA递送至胞质并激活cGAS-STING，从而偏好诱导IFNβ；IFNα还可来自其他内体DNA感知等途径。NET除诱导干扰素外，还放大单核细胞炎症因子反应。小鼠模型与人SLE存在差异，不能简单外推。研究局限包括队列较小、药物影响、具体血浆活性成分未完全界定，以及体内NET DNA摄取和转运机制尚需阐明。
结论部分翻译为：SLE以核酸感知失调和持久干扰素信号为特征。研究人员证明循环DNA、NET相关标志物和Ⅰ型IFN与疾病活动度相关，其中IFNβ比IFNα与NET相关DNA关系更强。SLE血浆可在体外激活人单核细胞cGAS-STING通路并诱导IFNβ；体外NETs也可激活该通路并促进IFNβ分泌。完整NET结构偏好促进IFNβ，而NETs与deNETs均可刺激IFNα，说明IFNβ反应更依赖完整NET相关DNA及cGAS-STING。NET刺激还引起更广泛炎症和免疫调节细胞因子反应。总体而言，NET相关DNA可通过cGAS-STING激活单核细胞Ⅰ型IFN反应，该机制为理解SLE持续炎症提供框架，并支持将单核细胞NET-DNA/cGAS-STING轴作为潜在治疗靶点与研究方向的依据。
