综述:缺血性中风中的NETosis(细胞自噬):机制、意义及治疗前景

《Pharmacology & Therapeutics》:NETosis in ischemic stroke: Mechanisms, implications, and therapeutic prospects

【字体: 时间:2026年02月17日 来源:Pharmacology & Therapeutics 12.5

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  NETosis通过促进血栓形成、血脑屏障破坏和神经炎症加剧缺血性卒中的病理进程,成为连接 innate免疫激活与血栓炎症损伤的关键机制。NETs相关生物标志物(如组氨酸H3柠檬化、MPO-DNA复合物)可预测卒中严重程度、梗死体积及临床预后。DNase-I、PAD4抑制剂及MPO活性阻断等策略在动物模型中显示神经保护作用,但临床转化面临患者异质性和复杂共病挑战。

  
Naveen Kumar Krishnamoorthy|Manjunath Kalyan|Vichitra Chandrasekaran|Shasthara Paneyala|Luay Rashan|Mohamed Sheik Tharik Abdul Azeeze|Meena Kishore Sakharkar|Sulie L. Chang|Tanya M. Monaghan|Arehally M. Mahalakshmi|Maria del Carmen Domínguez-Horta|Saravana Babu Chidambaram
印度迈索尔JSS高等教育与研究学院JSS药学院药理学系,邮编570015

摘要

缺血性中风仍然是全球主要的健康负担,其中继发性损伤机制在长期神经功能障碍的发生和发展中起着关键作用。其中,中性粒细胞胞外陷阱(NETosis)的形成被认为是一个关键过程,它将先天免疫激活与中风中的血栓形成和炎症损伤联系起来。在脑缺血发生后不久,中性粒细胞迅速渗入受损组织,并在损伤相关分子模式(DAMPs)和炎症信号的刺激下发生NETosis,释放出与血小板、内皮细胞和凝血途径相互作用的NET结构。这些NET成分促进血栓形成,增强其结构稳定性,并对抗纤溶疗法产生抗性,同时加重血脑屏障(BBB)的破坏、神经元损伤以及下游的神经炎症级联反应,从而干扰肠道-大脑轴和中风后的恢复。
临床和临床前研究表明,NET相关标志物(如瓜氨酸化组蛋白H3、髓过氧化物酶(MPO)-DNA复合物和循环游离DNA)与中风严重程度、梗死范围和较差的临床恢复密切相关,这支持将它们作为潜在的预后指标。旨在抑制NET形成或加速其溶解的实验策略(包括使用DNase-I、肽基精氨酸脱亚胺酶4(PAD4)抑制剂和阻断MPO活性)在动物模型中显示出神经保护作用,表现为减少梗死面积、保持BBB功能并改善功能结果。尽管有这些令人鼓舞的发现,但由于患者特征的多样性和并发症的存在,将NET靶向疗法转化为临床实践仍然具有复杂性。本综述强调了NETosis在中风相关血栓形成、BBB破坏和持续炎症中的核心作用,并强调了NET聚焦干预措施作为缺血性中风未来治疗工具的潜在价值。

引言

缺血性中风是全球主要的死亡和长期残疾原因,约占所有中风病例的87%,给临床和社会经济带来了巨大负担(Tsao等人,2023年)。它是由脑动脉迅速阻塞引起的,导致大脑缺氧,并引发一系列病理生理事件,最终导致血脑屏障(BBB)破坏、神经炎症和神经元死亡。尽管内血管技术和溶栓疗法取得了进展,但由于血栓炎症、免疫血栓形成和对溶栓治疗的抵抗等潜在病理机制,许多患者仍无法成功实现再通和再灌注(Lajthia等人,2023年)。其中,中性粒细胞胞外陷阱(NET)的形成是一个关键因素,其特征是释放出带有组蛋白和颗粒蛋白的解聚染色质。NETosis可以在中性粒细胞死亡的情况下发生,也可以不伴随中性粒细胞死亡。最初被认为是抗菌防御机制(Remijsen等人,2011年),但新的证据表明,NET形成的失调会通过促进血管阻塞、BBB损伤和组织损伤来加剧缺血性脑部的炎症和血栓形成(Fang等人,2024年)。
在中风发生后几小时内(可在中风后6小时开始检测到,并在24小时达到峰值)(Lapostolle等人,2023年),中性粒细胞在损伤相关分子模式(DAMPs)的刺激下迅速被招募和激活,通过依赖NADPH和不依赖NADPH的途径发生NETosis。NET及其成分与血小板、凝血因子和内皮细胞相互作用,通过抑制纤溶和稳定血栓来促进血栓形成,从而使再血管化变得复杂(Denorme等人,2022年)。因此,NETosis导致了一个血栓炎症的恶性循环,在这个循环中,免疫激活和血栓形成相互促进,这是中风病理的一个特征。NET成分如颗粒蛋白酶会降解紧密连接蛋白,而细胞外的组蛋白会损伤血管结构,增加BBB的通透性并促进免疫细胞渗入(Chou等人,2023年)。这加剧了神经炎症和继发性神经元损伤,最终影响功能恢复。
因此,中风患者体内NET标志物(如瓜氨酸化组蛋白H3(CitH3)、髓过氧化物酶-DNA(MPO-DNA)复合物和游离DNA(cfDNA)的存在具有预后价值,与梗死体积、中风严重程度和治疗抵抗相关(Liaptsi等人,2023年)。鉴于这些越来越多的证据,NETosis不仅被视为病理驱动因素,也成为缺血性中风中一个有前景的治疗靶点。本综述探讨了NETosis在中风病理生理学中的多方面作用,强调了其在血栓形成、炎症和BBB破坏中的作用,并对其作为临床生物标志物和创新治疗干预的目标的相关性进行了探讨。

NETosis

中性粒细胞是主要的先天免疫细胞,通过脱颗粒作用、吞噬作用、活性氧(ROS)的产生以及趋化因子和细胞因子的合成等机制构成抵御病原体入侵的第一道防线(Mantovani等人,2011年)。除了这些经典功能外,中性粒细胞还通过形成和释放NETs来保护宿主,NETs是由cfDNA、组蛋白和各种中性粒细胞颗粒蛋白组成的网状结构

缺血性中风中的NETosis

中性粒细胞是脑缺血后最早被招募的外周免疫细胞,在损伤后一小时内就出现在脑微血管中(Iadecola等人,2020年)。虽然NETosis在先天免疫中具有保护作用,但过度释放NETs会触发并放大炎症反应,导致组织损伤(Kaplan & Radic,2012年)。多项研究在中风血栓中发现了NETs,并且NET相关标志物的水平也升高

血栓炎症中的NETosis

NETosis在先天免疫防御中起着重要作用,但越来越多地被认为是病理血栓炎症的促成因素,其失调会导致组织损伤和疾病进展。在系统性红斑狼疮(SLE)和类风湿性关节炎等自身免疫性疾病中,失控的NETosis会加剧慢性炎症并促进针对NET成分的自身抗体的产生,从而加重疾病严重程度(Metzemaekers等人,2023年;Wright等人

NETs与血脑屏障破坏

血脑屏障(BBB)是由脑微血管内皮细胞通过黏附连接和紧密连接蛋白形成的高度选择性的半透性界面,将血液与脑组织分隔开(Dotiwala等人,2025年)。在正常生理条件下,中性粒细胞不会穿过BBB,在健康的大脑中很少见。然而,在缺血性中风期间,NETs通过多种机制导致BBB破坏

临床意义和生物标志物潜力

NET生物标志物作为中风严重程度、梗死进展和中风患者临床结果的关键指标日益受到重视。如CitH3和MPO-DNA复合物等标志物是血栓稳定性、再通失败和中风后残疾的可靠预测因子(Denorme等人,2022年;Lapostolle等人,2023年)。HMGB1和cfDNA水平的升高突显了血小板-中性粒细胞相互作用在加重脑损伤中的作用(Denorme等人,2023年;Xu等人,2025年)。临床前

缺血性中风中NETosis的治疗靶向

缺血性中风中的NET形成对有效再通、BBB完整性和血管重塑构成了重大挑战(Lajthia等人,2023年)。一旦开始,NETosis会形成一个病理循环,加剧组织损伤并影响恢复和患者预后。因此,设计既能降解现有NETs又能抑制其形成的治疗策略至关重要。鉴于DNA网是NETs的结构特征成分,DNase-I已被

未来方向和挑战

尽管人们对中风病理学中的NETs越来越感兴趣,但仍需解决几个关键挑战和研究空白以推动这一领域的发展。一个首要任务是开发改进的体内成像技术,能够在实时情况下观察大脑中的NET形成和分布。目前的成像方法缺乏准确捕捉中风进展和恢复过程中NET动态所需的分辨率和特异性,限制了对这些过程的时间和空间理解

CRediT作者贡献声明

Naveen Kumar Krishnamoorthy:撰写初稿、进行研究、获取资金。Manjunath Kalyan:撰写和编辑、进行研究。Vichitra Chandrasekaran:撰写初稿。Shasthara Paneyala:撰写和编辑。Luay Rashan:撰写和编辑、撰写初稿。Mohamed Sheik Tharik Abdul Azeeze:撰写初稿。Meena Kishore Sakharkar:撰写和编辑、监督、获取资金。Sulie L. Chang:

出版同意

作者在经过适当的审稿流程后同意发表。

伦理批准

不适用。

资金

NKK感谢JSSAHER(JSSAHER/REG/RES/JSSURF/29(2)/2024-25)提供的资金;MKS感谢加拿大自然科学与工程研究委员会(NSERC)(资助编号417652)提供的资金。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

致谢

作者感谢各自机构在准备手稿期间提供的支持。
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