中性粒细胞NETs的形成与肿瘤细胞相互作用

先天免疫反应在促瘤和抑瘤型肿瘤免疫微环境(TIME)中都起到重要作用。中性粒细胞作为先天效应细胞，其功能主要是通过脱颗粒、吞噬作用和形成中性粒细胞外诱捕网(NETs)来实现。

中性粒细胞外诱捕网(neutrophil extracellular traps，NETs)是由解压的细胞外染色质丝组成的网状结构，装饰有大量的颗粒和细胞质蛋白质，其中包含许多翻译后修饰的蛋白。

NETs的形成机制

组蛋白瓜氨酸化是NETs形成的特征之一，在细胞外染色质上检测瓜氨酸化组蛋白常用于识别组织中的NETs。

其形成主要有两种模式：

（1）自杀式NETosis(suicidal NETosis)：

NETosis是一种中性粒细胞的炎性细胞死亡方式，不同于焦亡、凋亡、铁死亡等等。NETosis伴随活化的中性粒细胞向细胞外释放NETs的过程出现，一般需要数小时完成。

该过程具体为：

首先，中性粒细胞被PMA、胆固醇晶体、某些自身抗体或免疫复合物等等刺激激活。这些细胞外信号可在高浓度钙离子的条件下，诱导NOX复合物磷酸化和释放ROS。

释放后，激活PAD4(一种钙依赖性酶)，导致NE和MPO从嗜天青颗粒(azurophilic granules)转移到细胞核中。NE和MPO联合PAD4可导致组蛋白瓜氨酸化和染色质去凝。

随后，核膜破裂，解压缩的染色质与颗粒蛋白混合进入细胞质。细胞质膜发生渗漏，使修饰后的染色质从中性粒细胞中释放出来，形成NETs。

因此，自杀式NETosis会导致相关细胞因膜解体而死亡。

（2）vital NET形成(vital NET formation)：

在中性粒细胞激活后的较短时间内就会形成vital NET。刺激vital NET形成的因素包括金黄色葡萄球菌(通过TLR2和补体受体)、革兰氏阴性细菌(通过TLR4或间接通过TLR4激活的血小板)等等。

这一过程可以在没有NOX复合物和ROS的情况下发生。该形成方式同样激活PAD4，但有所不同的是，修饰后翻译的染色质是被包裹在细胞核分泌的囊泡中，囊泡排出到细胞外形成NETs的过程并不破坏中性粒细胞的完整性。

因此，中性粒细胞保持完整，并可以发挥进一步的功能，如吞噬作用。

Front. Immunol. 13:1075260.

NETs和肿瘤细胞的相互作用

肿瘤细胞诱导NETs形成：

在肿瘤微环境中，肿瘤细胞能够直接诱导NETs形成。其诱导是通过自杀式NETosis的机制完成。

TIME中存在的许多其他促炎细胞因子和损伤相关分子模式(DAMP)已被证实可促进NET的形成，例如G-CSF和IL-8：

• GCSF过表达易使中性粒细胞募集进入转移性病灶，并通过ROS的产生、NET的形成和其他促肿瘤蛋白的产生增强肿瘤细胞的迁移和侵袭；

• 在膀胱癌、非小细胞肺癌和转移性黑色素瘤中，NETs与肿瘤组织和血清中的IL-8呈正相关。

• 在弥漫大B细胞淋巴瘤(DLBCL)中，DLBCL衍生的IL-8与中性粒细胞上的CXCR2相互作用，通过Src、p38和ERK信号通路形成NETs。

阻断IL8-CXCR2轴、阻断CXCR1和CXCR2可以抑制各自诱导的NETs形成过程。

NETs在肿瘤发生和发展中的间接作用包括：

• 影响转移前壁龛的发育、休眠转移的觉醒；

• 可能通过相关蛋白酶(如NE和MMP9)通过层粘连蛋白的蛋白水解重塑直接促进肿瘤生长；

• 诱捕循环肿瘤细胞，并作为粘附底物促进其粘附、侵袭和迁移。

DLBCL中，NETs通过激活TLR9信号传导和细胞内信号级联来促进肿瘤进展

J Pathol. 2021 Oct;255(2):190-201.

其表现例如：

• 在NETs形成过程中释放到循环系统中的染色质和蛋白酶可以调节促凝血和血栓前因子，并参与血管中的凝块形成；

• NETs参与ALI/ARDS患者肺部的慢性炎症发展过程；

• 囊性纤维化患者的气道液中发现的DNA-蛋白质复合物可以增加痰液的粘度并对肺功能产生负面影响。

参考文献：

1.Fang Q, Stehr AM, Naschberger E, Knopf J, Herrmann M and Stürzl M (2022) No NETs no TIME: Crosstalk between neutrophil extracellular traps and the tumor immune microenvironment. Front. Immunol. 13:1075260. doi: 10.3389/fimmu.2022.1075260

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来源：闲谈 Immunology 2023-01-06