NETosis中性粒細(xì)胞胞外陷阱的機(jī)制、分型特征與在腫瘤研究中的價(jià)值

中性粒細(xì)胞作為機(jī)體固有免疫系統(tǒng)的核心組成部分，傳統(tǒng)認(rèn)知聚焦于其吞噬病原體、介導(dǎo)炎癥反應(yīng)的防御功能。而近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，中性粒細(xì)胞可通過(guò)一種特殊的細(xì)胞應(yīng)答方式——NETosis（中性粒細(xì)胞胞外陷阱形成）釋放網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在腫瘤微環(huán)境中扮演著“雙面角色”。這種由DNA與活性蛋白構(gòu)成的胞外陷阱，既可能參與抗腫瘤免疫，更常被腫瘤細(xì)胞“劫持”，成為促進(jìn)腫瘤進(jìn)展、轉(zhuǎn)移及血管生成的關(guān)鍵推手。本文將系統(tǒng)梳理NETosis的核心機(jī)制、分型特征及其在腫瘤領(lǐng)域的研究進(jìn)展，為相關(guān)科研與轉(zhuǎn)化應(yīng)用提供參考。

NETosis誘發(fā)機(jī)制示意圖

Vorobjeva NV, Chernyak BV. NETosis: Molecular Mechanisms, Role in Physiology and Pathology. Biochemistry (Mosc). 2020 Oct;85(10):1178-1190.

doi: 10.1134/S0006297920100065. PMID: 33202203; PMCID: PMC7590568.

一、NETosis的核心特征與分型機(jī)制
NETosis是中性粒細(xì)胞區(qū)別于凋亡和壞死的獨(dú)特生物學(xué)過(guò)程，其核心產(chǎn)物為中性粒細(xì)胞胞外陷阱（NETs）——以染色質(zhì)DNA為骨架，鑲嵌髓過(guò)氧化物酶（MPO）、中性粒細(xì)胞彈性酶（NE）、基質(zhì)金屬蛋白酶9（MMP9）等多種活性蛋白的網(wǎng)狀復(fù)合物。根據(jù)細(xì)胞存活狀態(tài)與信號(hào)通路差異，NETosis主要分為兩種核心分型：

（一）經(jīng)典途徑：自殺型NETosis（Suicidal NETosis）

Suicidal NETosis機(jī)制示意圖

Fang Q, Stehr AM, Naschberger E, Knopf J, Herrmann M, Stürzl M. No NETs no TIME: Crosstalk between neutrophil extracellular traps and the tumor immune microenvironment. Front Immunol. 2022 Dec 23;13:1075260. doi: 10.3389/fimmu.2022.1075260. PMID: 36618417; PMCID: PMC9816414.

該途徑以中性粒細(xì)胞死亡為代價(jià)，是NETs形成的主要方式。其核心機(jī)制如下：

1. 胞外刺激（如PMA、LPS、細(xì)菌等）激活胞內(nèi)絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）和蛋白激酶C（PLC），通過(guò)Raf-MEK-ERK-MAP激酶通路與PKC通路放大信號(hào)；
2. 信號(hào)下游引發(fā)NADPH氧化酶激活，產(chǎn)生活性氧（ROS），進(jìn)而激活受體交互蛋白激酶3（RIPK3）和混合系激酶域樣蛋白（MLKL），啟動(dòng)程序性死亡；
3. ROS同時(shí)激活NE和MPO，增強(qiáng)核膜通透性并促進(jìn)染色質(zhì)解凝，核內(nèi)Ca²⁺依賴的肽基精氨酸脫氨酶4（PAD4）介導(dǎo)組蛋白瓜氨酸化，進(jìn)一步推動(dòng)染色體解聚；
4. CDK4/6、網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤蛋白（Rb-P）和核纖層B（lamin B）介導(dǎo)核膜破裂，LPS激活的Caspases4/5或Caspases11促進(jìn)成孔蛋白Gasdermin D（GSDMD）引發(fā)質(zhì)膜破裂，DNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物釋放形成NETs，最終中性粒細(xì)胞死亡。

（二）非經(jīng)典途徑：活力型NETosis（Vital NETosis）

Vital NETosis機(jī)制示意圖

Fang Q, Stehr AM, Naschberger E, Knopf J, Herrmann M, Stürzl M. No NETs no TIME: Crosstalk between neutrophil extracellular traps and the tumor immune microenvironment. Front Immunol. 2022 Dec 23;13:1075260. doi: 10.3389/fimmu.2022.1075260. PMID: 36618417; PMCID: PMC9816414.

該途徑的核心特征是中性粒細(xì)胞釋放NETs后仍保持存活，核膜與質(zhì)膜結(jié)構(gòu)完整，可繼續(xù)發(fā)揮炎癥調(diào)控功能：

1. 胞外刺激（如細(xì)胞因子、GPCRs激活等）觸發(fā)PAD4活化，無(wú)需NADPH氧化酶復(fù)合物參與；
2. PAD4介導(dǎo)組蛋白瓜氨酸化與染色質(zhì)去凝集，形成的DNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物被包裹于囊泡中； 囊泡與細(xì)胞膜融合后將復(fù)合物排出胞外，形成NETs，中性粒細(xì)胞保留無(wú)核細(xì)胞質(zhì)，維持后續(xù)生物學(xué)功能；
3. 該過(guò)程依賴糖酵解提供ATP，伴隨肌動(dòng)蛋白與微管蛋白聚合，保障囊泡運(yùn)輸與NETs釋放。  

兩種分型的關(guān)鍵差異在于是否伴隨細(xì)胞死亡、是否依賴NADPH氧化酶及ROS產(chǎn)生，其選擇取決于刺激信號(hào)類(lèi)型與微環(huán)境狀態(tài)，共同構(gòu)成中性粒細(xì)胞的功能調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。         

二、腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞（TANs）與NETosis的功能關(guān)聯(lián)
腫瘤微環(huán)境（TME）募集的中性粒細(xì)胞被稱為腫瘤相關(guān)中性粒細(xì)胞（TANs），其具有高度可塑性，可分為抗腫瘤表型（N1）與促腫瘤表型（N2），而NETosis主要由N2型TANs介導(dǎo)，成為其促癌功能的核心執(zhí)行機(jī)制：

（一）TANs的表型特征與NETosis調(diào)控

1. N1型TANs高表達(dá)TNFα、CCL3和ICAM-1，低表達(dá)精氨酸酶，通過(guò)產(chǎn)生ROS、MPO等細(xì)胞毒性介質(zhì)殺傷腫瘤細(xì)胞，其N(xiāo)ETosis活性受抑制；
2. N2型TANs上調(diào)CCL2、CXCL1、CXCL8等趨化因子，高表達(dá)VEGF、MMP9等促癌分子，在腫瘤趨化因子誘導(dǎo)下大量活化并發(fā)生NETosis；
3. 干擾素β（IFN-β）可誘導(dǎo)N1型TANs向N2型轉(zhuǎn)化，增強(qiáng)NETs生成，而分泌性糖蛋白HRG等分子可通過(guò)結(jié)合TANs表面的FCγR1，抑制其募集與NETosis活性。

（二）NETs的促癌功能機(jī)制
NETs通過(guò)多重途徑參與腫瘤進(jìn)展，其核心機(jī)制包括：

1. 促進(jìn)血管生成：NETs中的活性蛋白可刺激內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移及小管形成，上調(diào)ANGPT2等血管生成相關(guān)分子，激活A(yù)KT/mTOR信號(hào)通路，在胃癌等腫瘤中已證實(shí)NETs浸潤(rùn)與微血管密度正相關(guān)；
2. 加速腫瘤轉(zhuǎn)移：NETs的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可捕獲循環(huán)腫瘤細(xì)胞，減少其凋亡，同時(shí)降解細(xì)胞外基質(zhì)（ECM），為腫瘤細(xì)胞侵襲開(kāi)辟通道，在肝癌肺轉(zhuǎn)移模型中，抑制NETosis可顯著降低轉(zhuǎn)移灶形成率；
3. 調(diào)控腫瘤壞死：在惡性黑色素瘤中，NETs可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞鐵死亡，導(dǎo)致轉(zhuǎn)移灶壞死增加，且NETs浸潤(rùn)程度與轉(zhuǎn)移灶大小高度相關(guān)；
4. 重塑免疫微環(huán)境：NETs可抑制抗腫瘤免疫細(xì)胞活性，促進(jìn)免疫抑制性微環(huán)境形成，削弱機(jī)體對(duì)腫瘤的免疫監(jiān)視。       

三、NETosis在不同腫瘤中的研究進(jìn)展
NETosis的促癌作用已在多種腫瘤中得到驗(yàn)證，其功能具有腫瘤類(lèi)型特異性，為精準(zhǔn)靶向治療提供了方向：

（一）胃癌：血管生成的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素

胃癌組織中存在廣泛的TANs浸潤(rùn)與NETs生成，且與患者不良預(yù)后相關(guān)。體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，NETs可促進(jìn)胃癌細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移及上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT），并刺激內(nèi)皮細(xì)胞釋放組織因子激活凝血途徑；體內(nèi)小鼠皮下荷瘤模型顯示，NETs可顯著增強(qiáng)腫瘤血管生成，蛋白質(zhì)組學(xué)研究已篩選出多個(gè)NETs調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞功能的差異表達(dá)蛋白，為開(kāi)發(fā)抗血管生成新靶點(diǎn)提供了依據(jù)。

（二）肝癌：肺轉(zhuǎn)移的重要調(diào)控介質(zhì)

肺轉(zhuǎn)移是肝細(xì)胞癌（HCC）死亡的主要原因，NETs在肝癌轉(zhuǎn)移前生態(tài)位形成中發(fā)揮關(guān)鍵作用。研究發(fā)現(xiàn)，肝癌細(xì)胞分泌的趨化因子可募集中性粒細(xì)胞至肺部，誘導(dǎo)NETs生成，為腫瘤細(xì)胞定植創(chuàng)造條件；而HRG蛋白可通過(guò)FCγR1抑制中性粒細(xì)胞募集與NETosis，顯著減少肝癌肺轉(zhuǎn)移，證實(shí)NETosis是肝癌轉(zhuǎn)移的可靶向調(diào)控節(jié)點(diǎn)。

（三）惡性黑色素瘤：壞死與預(yù)后的關(guān)聯(lián)標(biāo)志物

黑色素瘤轉(zhuǎn)移灶中TANs浸潤(rùn)與不良預(yù)后相關(guān)，NETs水平與轉(zhuǎn)移灶大小、壞死程度高度相關(guān)。機(jī)制研究表明，中性粒細(xì)胞被募集至壞死腫瘤部位后，通過(guò)NETs誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞鐵死亡，加劇組織壞死；抑制NETosis可驅(qū)使TANs向N1型轉(zhuǎn)化，抑制腫瘤生長(zhǎng)，提示NETs可作為黑色素瘤免疫治療之外的潛在靶點(diǎn)。

四、中性粒細(xì)胞研究相關(guān)因子檢測(cè)服務(wù)哪個(gè)公司有？
NETosis 作為腫瘤微環(huán)境中調(diào)控腫瘤進(jìn)展的關(guān)鍵機(jī)制，其分型特征、分子邏輯及促癌功能的深入探索，離不開(kāi)多維度技術(shù)平臺(tái)的支撐與系統(tǒng)化科研服務(wù)的保障。LabEx 作為專(zhuān)注于生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)的一站式服務(wù)平臺(tái)，憑借多因子檢測(cè)、單細(xì)胞多組學(xué)、DSP 空間多組學(xué)、免疫組化等 30 + 核心技術(shù)，以及累計(jì) 100 萬(wàn) + 樣本的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，可為 NETosis 相關(guān)研究提供從分子機(jī)制驗(yàn)證、腫瘤組織標(biāo)志物篩選到臨床樣本關(guān)聯(lián)分析的全流程支持。無(wú)論是 NETs 相關(guān)因子的高通量定量、TANs 亞群的單細(xì)胞解析，還是腫瘤組織中 NETs 的空間定位與功能關(guān)聯(lián)，LabEx 均能以標(biāo)準(zhǔn)化操作與專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)分析，助力科研人員高效挖掘核心機(jī)制、篩選潛在靶點(diǎn)。未來(lái)，LabEx 將持續(xù)秉持專(zhuān)業(yè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆��?wù)理念，以全面的技術(shù)體系與深厚的行業(yè)積淀，為 NETosis 及腫瘤免疫相關(guān)研究提供精準(zhǔn)賦能，推動(dòng)基礎(chǔ)科研向臨床轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵突破，為腫瘤精準(zhǔn)治療研究添磚加瓦。

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