J Neuroinflamm(IF 10.1) | 唐都医院郭俊团队:血液蛋白组解析外周血中性粒细胞致血脑屏障破坏新机制

2026-08-07 09:44:47 北京青莲百奥生物科技有限公司


视神经脊髓炎谱系疾病(NMOSD)是一种严重的中枢神经系统自身免疫性疾病,其特征是反复发作的视神经炎和脊髓炎。血脑屏障(BBB)破坏是NMOSD的关键早期事件,可促进循环中的AQP4-IgG抗体进入中枢神经系统导致星形胶质细胞损伤。近期的研究表明,中性粒细胞功能障碍在NMOSD中扮演重要角色,然而中性粒细胞在NMOSD中的作用机制尚未得到充分表征。

2026年7月9日,西安第四军医大学唐都医院郭俊团队J Neuroinflammation(IF 10.1)上发表了题为“Neutrophil extracellular traps exacerbate blood-brain barrier disruption in neuromyelitis optica spectrum disorder”的研究论文。研究利用血清蛋白质组学技术,发现急性NMOSD患者具有中性粒细胞胞外陷阱(NET)形成的通路特征,且这些患者的中性粒细胞表现出中性粒细胞死亡(NETosis)倾向增加,随后的动物模型与体外实验也证实了NET相关通路对NMOSD的影响。综合这些发现表明,异常的NETosis可能促成急性神经病症中BBB破坏,并支持NET相关通路可作为NMOSD潜在治疗靶点。

研究结果

临床血液蛋白质组学揭示NMOSD患者的NET通路激活

研究通过DIA数据采集模式,对急性期NMOSD患者和健康对照的血清样本进行蛋白质组学分析。差异比较发现,HMGB1、CTSG、PAD4、C5、Rac2等多个NET形成相关的蛋白,在患者组中呈现上升趋势,KEGG富集也显示了相同的通路特征。同时,外周血分析显示,急性期NMOSD患者的中性粒细胞绝对值显著高于缓解期患者和健康对照,中性粒细胞/淋巴细胞比值(NLR)也呈现上升趋势,并与患者EDSS评分正相关。而患者组血清中的NET标志物:MPO-DNA、NE-DNA、cfDNA也显著升高。后续的体外实验也表明,NMOSD患者的中性粒细胞在无外源刺激下即表现出增强的NETosis倾向。因此,急性NMOSD患者存在系统性的NET形成通路激活,且NET活化程度与临床严重程度正相关

图1. 急性期NMOSD中的血清蛋白质组学分析与外周标志物分析

中性粒细胞耗竭、NETosis抑制或NET降解可减轻NMOSD的神经病理学改变

为了验证NET通路在NMOSD中的作用机制,研究团队在NMOSD小鼠模型的胼胝体病灶中定位到了的NET样结构,以及病灶组织MPO和H3cit蛋白水平升高。随后通过三种干预方式:Anti-Ly-6G清除中性粒细胞、Cl-amidine阻断 NETosis、DNase I降解NETs,分别进行处理后发现,均可显著减轻脱髓鞘、AQP4/GFAP丢失以及神经炎症的症状,并有效改善了小鼠的运动功能和识别记忆。三种干预的效果梯度为 Anti-Ly-6G > Cl-amidine > DNase I,与对NETs的干预强度一致。三者的平行保护效应,表明中性粒细胞及NET相关机制共同参与了NMOSD中星形胶质细胞丢失、脱髓鞘和神经炎症过程

图2. NETs在NMOSD小鼠病灶中积聚以及三种干预方式可减轻NMOSD病灶进展

中性粒细胞耗竭、NETosis抑制、NET降解可减轻NMOSD诱导后的BBB损伤

已有研究证实NETs参与多发性硬化中的BBB破坏。因此本文在NMOSD小鼠模型中评估了中性粒细胞耗竭、NETosis抑制和NET降解对BBB完整性的影响。结果显示,NMOSD小鼠模型组的紧密连接蛋白(occludin、claudin-3和claudin-5)显著下调,而经过三种干预处理后,claudin-5和occludin显著上调,claudin-3也有上升趋势,说明BBB损伤得到明显改善。研究团队认为,NMOSD小鼠中BBB完整性受损的IgG外渗增加,通过三种干预处理均可得到缓解,说明NETs是NMOSD中BBB破坏的重要介质

图3. 三种干预方式可减轻NMOSD小鼠的血脑屏障破坏

NMOSD患者来源的NETs在体外可损伤内皮屏障完整性

为了研究NETs对内皮屏障功能的影响,文章从急性期NMOSD患者的中性粒细胞中分离NETs(通过PMA进行NETosis诱导)。通过对bEnd.3处理发现,NET可抑制内皮细胞增殖、促进凋亡、抑制迁移,并下调紧密连接蛋白(claudin-5、occludin、ZO1),降低跨内皮电阻。而MPO抑制剂PF-1355或NE抑制剂Alvelestat可部分恢复上述各项功能,其中内皮迁移能力仅受PF-1355影响,提示MPO和NE在调节内皮运动性方面具有部分不同的作用。上述数据表明,NMOSD患者来源的NETs通过MPO和NE相关机制损伤内皮屏障完整性,为NMOSD中NET介导的BBB破坏提供了体外细胞学证据

图4. NMOSD患者来源的NETs在体外可损伤内皮屏障完整性

NETs通过JNK信号通路破坏内皮屏障完整性

随后文章对经NETs处理的bEnd.3细胞进行了转录组分析,差异比较发现,MAPK信号通路与JNK家族相关基因显著上调。为了进一步讨论MAPK通路的具体作用机制,研究对JNK、p38 MAPK和ERK相关的信号进行了验证,qPCR的结果显示,Jnk1/2 mRNA选择性上调,而p38 Mapk mRNA下调,Erk mRNA无明显变化;WB分析则说明,磷酸化JNK(p-JNK)显著增加,而总JNK蛋白无明显变化,这一结果支持了NET处理的内皮细胞中JNK分支被激活。通过JNK抑制剂SP600125处理,可部分恢复被NETs下调的紧密连接蛋白claudin-5、occludin和ZO1的表达,并显著减轻NET诱导的屏障电阻下降。综上所述,JNK信号是体外模型中参与NET诱导内皮屏障破坏的重要下游通路,抑制JNK可部分恢复紧密连接蛋白表达和屏障功能

图5. NETs通过JNK信号通路损害内皮屏障完整性


文章结论

本研究通过血清蛋白质组学分析鉴定出急性期NMOSD中NET形成通路上调,同时血清和CSF中NET相关组分均升高。在NMOSD小鼠模型中,中性粒细胞耗竭、NETosis抑制和NET降解各自均可减轻星形胶质细胞丢失、脱髓鞘、神经炎症和BBB破坏。在机制层面,NMOSD患者来源的NETs通过涉及MPO和NE的机制下调内皮细胞紧密连接蛋白,而JNK抑制在体外可减轻NET诱导的紧密连接丢失和屏障功能障碍。总体而言,三种独立的靶向NET干预策略在体内均表现出保护效应,同时分离的NETs在体外有直接屏障破坏作用,共同支持了异常NETosis是NMOSD中BBB破坏的重要放大因素。

供稿:周广庆

编辑:市场部

参考文献:Ma X, Wang Y, Chen X, Pan Z, Li Y, Ren K, Zhao D, Li H, Guo J. Neutrophil extracellular traps exacerbate blood-brain barrier disruption in neuromyelitis optica spectrum disorder. J Neuroinflammation. 2026 Jul 9.


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