NETosis中性粒細胞胞外陷阱的機制、分型特征與在腫瘤研究中的價值
中性粒細胞作為機體固有免疫系統的核心組成部分，傳統認知聚焦于其吞噬病原體、介導炎癥反應的防御功能。而近年來研究發現，中性粒細胞可通過一種特殊的細胞應答方式——NETosis（中性粒細胞胞外陷阱形成）釋放網狀結構，在腫瘤微環境中扮演著“雙面角色”。這種由DNA與活性蛋白構成的胞外陷阱，既可能參與抗腫瘤免疫，更常被腫瘤細胞“劫持”，成為促進腫瘤進展、轉移及血管生成的關鍵推手。本文將系統梳理NETosis的核心機制、分型特征及其在腫瘤領域的研究進展，為相關科研與轉化應用提供參考。
NETosis誘發機制示意圖
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制
NETosis是中性粒細胞區別于凋亡和壞死的獨特生物學過程，其核心產物為中性粒細胞胞外陷阱（NETs）——以染色質DNA為骨架，鑲嵌髓過氧化物酶（MPO）、中性粒細胞彈性酶（NE）、基質金屬蛋白酶9（MMP9）等多種活性蛋白的網狀復合物。根據細胞存活狀態與信號通路差異，NETosis主要分為兩種核心分型：
（一）經典途徑：自殺型NETosis（Suicidal NETosis）
Suicidal NETosis機制示意圖
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.
該途徑以中性粒細胞死亡為代價，是NETs形成的主要方式。其核心機制如下：
- 胞外刺激（如PMA、LPS、細菌等）激活胞內絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）和蛋白激酶C（PLC），通過Raf-MEK-ERK-MAP激酶通路與PKC通路放大信號；
- 信號下游引發NADPH氧化酶激活，產生活性氧（ROS），進而激活受體交互蛋白激酶3（RIPK3）和混合系激酶域樣蛋白（MLKL），啟動程序性死亡；
- ROS同時激活NE和MPO，增強核膜通透性并促進染色質解凝，核內Ca²⁺依賴的肽基精氨酸脫氨酶4（PAD4）介導組蛋白瓜氨酸化，進一步推動染色體解聚；
- CDK4/6、網膜母細胞瘤蛋白（Rb-P）和核纖層B（lamin B）介導核膜破裂，LPS激活的Caspases4/5或Caspases11促進成孔蛋白Gasdermin D（GSDMD）引發質膜破裂，DNA-蛋白質復合物釋放形成NETs，最終中性粒細胞死亡。
（二）非經典途徑：活力型NETosis（Vital NETosis）
Vital NETosis機制示意圖
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胞釋放NETs后仍保持存活，核膜與質膜結構完整，可繼續發揮炎癥調控功能：
- 胞外刺激（如細胞因子、GPCRs激活等）觸發PAD4活化，無需NADPH氧化酶復合物參與；
- PAD4介導組蛋白瓜氨酸化與染色質去凝集，形成的DNA-蛋白質復合物被包裹于囊泡中； 囊泡與細胞膜融合后將復合物排出胞外，形成NETs，中性粒細胞保留無核細胞質，維持后續生物學功能；
- 該過程依賴糖酵解提供ATP，伴隨肌動蛋白與微管蛋白聚合，保障囊泡運輸與NETs釋放。
兩種分型的關鍵差異在于是否伴隨細胞死亡、是否依賴NADPH氧化酶及ROS產生，其選擇取決于刺激信號類型與微環境狀態，共同構成中性粒細胞的功能調控網絡。
二、腫瘤相關中性粒細胞（TANs）與NETosis的功能關聯
腫瘤微環境（TME）募集的中性粒細胞被稱為腫瘤相關中性粒細胞（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，成為其促癌功能的核心執行機制：
（一）TANs的表型特征與NETosis調控
- N1型TANs高表達TNFα、CCL3和ICAM-1，低表達精氨酸酶，通過產生ROS、MPO等細胞毒性介質殺傷腫瘤細胞，其NETosis活性受抑制；
- N2型TANs上調CCL2、CXCL1、CXCL8等趨化因子，高表達VEGF、MMP9等促癌分子，在腫瘤趨化因子誘導下大量活化并發生NETosis；
- 干擾素β（IFN-β）可誘導N1型TANs向N2型轉化，增強NETs生成，而分泌性糖蛋白HRG等分子可通過結合TANs表面的FCγR1，抑制其募集與NETosis活性。
（二）NETs的促癌功能機制
NETs通過多重途徑參與腫瘤進展，其核心機制包括：
- 促進血管生成：NETs中的活性蛋白可刺激內皮細胞增殖、遷移及小管形成，上調ANGPT2等血管生成相關分子，激活AKT/mTOR信號通路，在胃癌等腫瘤中已證實NETs浸潤與微血管密度正相關；
- 加速腫瘤轉移：NETs的網狀結構可捕獲循環腫瘤細胞，減少其凋亡，同時降解細胞外基質（ECM），為腫瘤細胞侵襲開辟通道，在肝癌肺轉移模型中，抑制NETosis可顯著降低轉移灶形成率；
- 調控腫瘤壞死：在惡性黑色素瘤中，NETs可誘導腫瘤細胞鐵死亡，導致轉移灶壞死增加，且NETs浸潤程度與轉移灶大小高度相關；
- 重塑免疫微環境：NETs可抑制抗腫瘤免疫細胞活性，促進免疫抑制性微環境形成，削弱機體對腫瘤的免疫監視。
三、NETosis在不同腫瘤中的研究進展
NETosis的促癌作用已在多種腫瘤中得到驗證，其功能具有腫瘤類型特異性，為精準靶向治療提供了方向：
（一）胃癌：血管生成的關鍵驅動因素
胃癌組織中存在廣泛的TANs浸潤與NETs生成，且與患者不良預后相關。體外實驗證實，NETs可促進胃癌細胞侵襲、轉移及上皮間質轉化（EMT），并刺激內皮細胞釋放組織因子激活凝血途徑；體內小鼠皮下荷瘤模型顯示，NETs可顯著增強腫瘤血管生成，蛋白質組學研究已篩選出多個NETs調控內皮細胞功能的差異表達蛋白，為開發抗血管生成新靶點提供了依據。
（二）肝癌：肺轉移的重要調控介質
肺轉移是肝細胞癌（HCC）死亡的主要原因，NETs在肝癌轉移前生態位形成中發揮關鍵作用。研究發現，肝癌細胞分泌的趨化因子可募集中性粒細胞至肺部，誘導NETs生成，為腫瘤細胞定植創造條件；而HRG蛋白可通過FCγR1抑制中性粒細胞募集與NETosis，顯著減少肝癌肺轉移，證實NETosis是肝癌轉移的可靶向調控節點。
（三）惡性黑色素瘤：壞死與預后的關聯標志物
黑色素瘤轉移灶中TANs浸潤與不良預后相關，NETs水平與轉移灶大小、壞死程度高度相關。機制研究表明，中性粒細胞被募集至壞死腫瘤部位后，通過NETs誘導腫瘤細胞鐵死亡，加劇組織壞死；抑制NETosis可驅使TANs向N1型轉化，抑制腫瘤生長，提示NETs可作為黑色素瘤免疫治療之外的潛在靶點。
四、中性粒細胞研究相關因子檢測服務哪個公司有？
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