《Translational Research》：S100A8/A9 decorated neutrophil extracellular traps contributes to endothelial cell dysfunction via impairing autophagic axis in sepsis lung injury
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摘要内皮功能障碍构成了脓毒症诱导的急性肺损伤（SI-ALI）发病机制的基础，其中中性粒细胞胞外陷阱（NETs）作为关键介质，驱动过度炎症反应和组织进行性恶化。本研究旨在阐明 NETs 在脓毒症期间破坏内皮稳态并促进血管功能障碍的分子机制。体内小鼠模型和体外内皮细胞实验一致表明
摘要
内皮功能障碍构成了脓毒症诱导的急性肺损伤（SI-ALI）发病机制的基础，其中中性粒细胞胞外陷阱（NETs）作为关键介质，驱动过度炎症反应和组织进行性恶化。本研究旨在阐明 NETs 在脓毒症期间破坏内皮稳态并促进血管功能障碍的分子机制。体内小鼠模型和体外内皮细胞实验一致表明，NETs 显著加剧了内皮屏障破坏和自噬流障碍。机制上，NETs 衍生的 S100A8/A9 通过 toll 样受体 4（TLR4）激活了 PI3K-AKT-mTOR 信号通路，从而触发内皮促炎和促粘附表型转变。S100A8/A9 还促进了中性粒细胞中活性氧（ROS）的产生和 NET 形成，形成恶性循环。药理学抑制 S100A8/A9 或 TLR4 有效恢复了自噬并减轻了脓毒症相关肺损伤。总之，这些发现揭示了 S100A8/A9-TLR4-PI3K-AKT-mTOR-自噬轴关键介导了 NETs 诱导的内皮功能障碍，为干预脓毒症急性肺损伤提供了有前景的治疗靶点。
引言
脓毒症是由感染引起的宿主反应失调所致的一种危及生命的器官功能障碍，常导致急性肺损伤（ALI）或其更严重的形式急性呼吸窘迫综合征（ARDS）1。血管内皮细胞被认为是非传统免疫细胞，在感染后的全身炎症反应中发挥核心作用，通过放大炎症反应、激活凝血级联反应和破坏血管屏障，参与脓毒症诱导肺损伤的每一个阶段，最终导致组织灌注不足2,3。因此，内皮功能障碍也被视为脓毒症多器官功能障碍的病理生理基础4, 5。
作为血液中的主要免疫细胞类型，中性粒细胞一直是针对脓毒症免疫反应研究的焦点6, 7。中性粒细胞激活可诱导中性粒细胞胞外陷阱（NETs）的形成，NETs 由装饰有组蛋白和蛋白酶的 DNA 支架组成，以捕获和吞噬病原体8。然而，过度或不受控制的 NET 形成可通过引发一系列促血栓和促炎反应加剧组织损伤9, 10。NETs 的持续存在加剧了脓毒症相关弥散性血管内凝血（DIC）所特征的炎症和凝血恶性循环4, 11。因此，NETs 可被称为脓毒症多器官损伤的催化剂，且 NET 形成的程度可独立预测危重患者的死亡率 12, 13, 14。
新兴证据表明，NETs 在内皮功能障碍中发挥着关键作用，这是脓毒症诱导血管损伤的标志15, 16。调节血管舒张、凝血、白细胞粘附和屏障完整性的血管内皮是 NETs 介导损伤的主要靶点 17, 18, 19, 20。NETs 成分，特别是组蛋白和中性粒细胞弹性蛋白酶（NE），破坏内皮紧密连接，增加粘附分子表达，并通过驱动铁死亡或细胞焦亡触发细胞毒性 21, 22, 23, 24。此外，NETs 通过激活血小板和凝血级联反应促进血栓炎症，导致微循环功能障碍25, 26。
总之，阐明 NETs 在脓毒症诱导的肺损伤中引发内皮功能障碍的分子机制将指导治疗靶点的识别。我们的研究进一步表明，在此病理过程中，NETs 衍生的 S100A8/A9 通过 toll 样受体 4（TLR4）激活内皮 PI3K-AKT-mTOR 通路，损害自噬流，并驱动最终导致血管功能障碍的促炎、促粘附表型。
章节片段
过度 NET 形成与脓毒症肺损伤相关
为了阐明 NETs 对脓毒症病理进展的贡献，我们从分析脓毒症患者和健康对照的血浆样本中循环 NETs 生物标志物开始。血浆分析显示脓毒症患者血浆双链 DNA（dsDNA）和 MPO-DNA 复合物水平显著增加（图 1A-B）。相关性分析显示，循环 dsDNA 和 MPO-DNA 复合物水平与脓毒症个体的 PaO?/FiO? 比值呈正相关（图 1C-D），
讨论
我们的发现与许多先前研究一致，强调了内皮功能障碍不仅仅是脓毒症诱导器官损伤的后果，更是关键驱动因素17。在暴露于损伤相关分子模式（DAMPs）如 NETs 成分后，内皮细胞转变为促炎介质的主要来源2。这种激活状态的特征是粘附分子（如 VCAM-1、ICAM-1、E-选择素）的强烈表达以及细胞因子和趋化因子的释放
CLP 小鼠模型及治疗
从上海实验动物研究中心（中国上海）获取 6 至 8 周龄雄性 C57BL/6 J 小鼠。实验按照《实验动物管理条例》执行，并获得复旦大学附属中山医院动物伦理委员会的批准。随机分配后，建立 CLP 小鼠模型。简要来说，通过腹腔注射 1% 使小鼠麻醉
作者贡献
Z.H 和 Q.MD 贡献了研究构思和资金。Q.MD 完成了大部分实验，分析了数据并撰写了手稿。S.YX 和 Z.SN 进行了几项实验。Z.H 和 M.CH 参与了数据校正。所有作者均审阅了手稿。
资金支持
本研究受国家自然科学基金委（编号：82402503, U25C2017, 82430068, 82472183）和中国医学基金会（编号：Z-2017-24-2421）支持。
知情同意和患者细节
已获所有参与者或其法定代表书面知情同意参与本研究并发表文章。参与者的隐私权已得到遵守。
人类和生物材料
本研究包含器官或组织捐赠者。本研究包含人类生物材料，并获得了捐赠者或其直系亲属或法定代表的同意，用于本研究及文章发表。本研究中使用的样品不是来源于处决的
CRediT 作者贡献声明
曲梦迪：写作 – 审阅与编辑，写作 – 原稿，项目管理，方法学，调查，资金获取，形式分析，数据整理，概念化。石玉新：写作 – 审阅与编辑，方法学，调查。朱帅楠：写作 – 审阅与编辑，方法学，调查。缪长虹：写作 – 审阅与编辑，资源，项目管理，资金获取，概念化。张浩：写作 – 审阅与编辑，资源，
致谢
作者声明无利益冲突，并确认所有作者已阅读期刊关于潜在利益冲突披露的政策。所有作者已阅读期刊的作者协议，且手稿已由所有署名作者审阅并批准。
曲梦迪 | 石玉新 | 朱帅楠 | 缪长虹 | 张浩
