本周为大家带来的文献为发表于Aging (Albany NY) (IF: 5.2)的” Neutrophil extracellular traps amplify neutrophil recruitment and inflammation in neutrophilic asthma by stimulating the airway epithelial cells to activate the TLR4/ NF-κB pathway and secrete chemokines”。本文使用了LabEx提供的Luminex检测服务。
哮喘可分为嗜酸性粒细胞性哮喘、嗜中性粒细胞性哮喘(NA)、混合粒细胞性哮喘和白细胞性哮喘。中性粒细胞性哮喘的特征是具有明显的中性粒细胞浸润。中性粒细胞是外周血中数量最多的先天性免疫细胞,是人体抵御病原体入侵的第一道防线。在急性炎症中,中性粒细胞会产生中性粒细胞胞外捕获物(NET)。然而,NET在哮喘中所起的作用尚不明确。
本研究假设,NET 通过刺激人支气管上皮细胞(HBE)和人肺泡上皮细胞(HAE)表达趋化因子,从而招募大量中性粒细胞。研究人员在体外和体内评估了NET的促炎作用。在 NA 小鼠模型中发现了 NETs 的形成和中性粒细胞的蜂拥。此外,研究还发现,NET通过 TLR4/NF-κB 途径刺激气道细胞表达 CXCL1、CXCL2 和 CXCL8,从而将中性粒细胞招募到炎症部位。此外,防止NET形成可减少肺中性粒细胞的招募,从而减轻中性粒细胞炎症。此外,NET的结构完整性对肺中性粒细胞的招募和中性粒细胞炎症没有影响。在NA小鼠中,NET可触发气道和肺泡上皮细胞表达趋化因子,从而通过激活TLR4/NF-κB途径招募更多的中性粒细胞。
LabEx提供的Luminex检测服务:
使用 Luminex 检测法检测细胞因子浓度按照试剂盒(LXSAHM-03)和仪器提供的说明进行 Luminex 检测。浓度由Univ-bio(LabEx)检测。
用NETs处理HBEs或A549细胞24小时后,收集细胞培养上清进行Luminex和透孔分析。与对照组相比,NETs 处理组的 HBE 和 A549 培养上清液中CXCL1、CXCL2 和 CXCL8 的表达明显增加,但 HBE 中的 CXCL1 除外。
NET 刺激 HBEs 和 A549 表达中性趋化因子。(A 和 B)上清液中 CXCL1、CXCL2 和 CXCL8 的表达采用 Luminex 和 RT-qPCR 分析。
重要发现:
NETs在急性炎症中的作用:中性粒细胞通过一种程序性细胞死亡过程生成NETs(中性粒细胞外陷阱),这些NETs在急性炎症中起关键作用,尤其在NA(中性粒细胞性哮喘)小鼠中,通过促进后续中性粒细胞的募集。
NETs与呼吸道疾病的关系:NETs在哮喘和慢性阻塞性肺病(COPD)患者的气道中存在,并与炎症相关。NETs的形成可促进Th1和Th17细胞的分化,诱导COPD,以及在气道上皮细胞中引发IL-1β、IL-6和TNF-α等炎症细胞因子的分泌。
中性粒细胞化学趋化作用:NETs刺激气道细胞(如HBEs和A549细胞)分泌CXCL1、CXCL2和CXCL8等趋化因子,从而吸引中性粒细胞迁移。这表明NETs通过促进气道细胞分泌趋化因子,招募更多中性粒细胞。
TLR4/NF-κB信号通路的激活:TLR4/NF-κB信号通路在NA模型和NETs刺激的HBEs及A549细胞中被激活。TLR4特异性抑制剂TAK-242能沉默该信号通路,减轻炎症反应和气道阻力,减少CXCL1、CXCL2和CXCL8趋化因子的生成,抑制中性粒细胞迁移浸润。
NETs与气道阻力的关系:研究显示,抑制TLR4和中性粒细胞弹性蛋白酶能降低气道阻力,而DNase I的效果不显著。尽管如此,目前尚未发现直接证据表明NETs或中性粒细胞与气道高反应性相关。
中性粒细胞募集的放大循环:研究展示了中性粒细胞募集的放大循环:第一波中性粒细胞因过敏原或刺激物引发的早期炎症反应而被募集,NETs的生成导致中性粒细胞死亡并释放到细胞外,刺激气道上皮细胞和HAEs释放趋化因子,通过TLR4/NF-κB途径招募更多中性粒细胞,新招募的中性粒细胞再次激活并生成NETs,进一步增强炎症反应。