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血小板微囊介导的中性粒细胞胞外陷阱促进急性缺血性卒中血栓形成和脑损伤

期刊:cell communication and signalingDOI:10.1186/s12964-023-01379-8

该文档属于类型a,即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告:

作者与机构

该研究由Xin Gao、Xinyi Zhao、Jiacheng Li等共同完成,主要研究机构包括浙江省人民医院、哈尔滨医科大学附属第二医院、复旦大学金山医院等。该研究于2024年发表在期刊《Cell Communication and Signaling》上。

学术背景

缺血性卒中(Acute Ischemic Stroke, AIS)是全球范围内导致死亡和残疾的主要原因之一,占所有脑卒中病例的70%-90%。尽管目前已有两种主要的治疗方法,即药物溶栓(使用组织纤溶酶原激活剂t-PA)和机械取栓,但这些方法的疗效受限于时间窗口和患者个体差异。因此,探索新的治疗靶点成为当务之急。

中性粒细胞是先天免疫系统的重要组成部分,在脑缺血后首先浸润到缺血区域,被认为是炎症的标志物。近年来,中性粒细胞外诱捕网(Neutrophil Extracellular Traps, NETs)在血栓性疾病中的作用逐渐被揭示。NETs是由激活的中性粒细胞释放的网状结构,由去凝集的染色质和颗粒蛋白(如组蛋白、髓过氧化物酶MPO、中性粒细胞弹性蛋白酶NE)组成。研究表明,NETs在缺血性卒中的血栓形成中起关键作用,但其具体机制尚不明确。此外,血小板与中性粒细胞的相互作用在NETs生成中的作用也未被充分研究。

本研究旨在探讨NETs在AIS中的形成机制及其作用,特别是血小板微囊泡(Platelet Microvesicles, PMVs)在NETs生成中的潜在作用,为AIS的治疗提供新的靶点。

研究流程

  1. 研究对象与样本收集
    研究纳入了45名AIS患者和45名健康对照者,所有患者均符合AIS的诊断标准,并排除了感染、恶性肿瘤、肝肾功能衰竭或妊娠等干扰因素。研究获得了接受取栓手术患者的血栓样本。

  2. NETs标志物的检测
    通过ELISA检测了血浆中的NETs标志物(核小体、MPO-DNA、NE-DNA、H3cit),并使用流式细胞术检测了血液样本中释放NETs的中性粒细胞(CD15+CD66b+MPO+H3cit+细胞)。结果显示,AIS患者的NETs标志物水平显著高于健康对照者,且AIS患者的中性粒细胞更倾向于生成NETs。

  3. 血小板微囊泡与NETs的相互作用
    通过流式细胞术分析了PMVs中高迁移率族蛋白1(HMGB1)的表达,发现AIS患者的PMVs中HMGB1表达显著上调。进一步实验表明,HMGB1通过自噬途径诱导NETs的形成。在体外共培养实验中,AIS患者的PMVs显著促进了NETs的生成,而HMGB1拮抗剂Box A则抑制了这一过程。

  4. NETs与血栓形成的关系
    研究发现,NETs通过组织因子(Tissue Factor, TF)增强凝血活性,并通过激活血小板促进血栓形成。在抑制实验中,DNase I和抗TF抗体分别抑制了NETs的DNA捕获和TF结合,显著降低了凝血酶生成。

  5. 动物模型验证
    研究中建立了大脑中动脉闭塞(Middle Cerebral Artery Occlusion, MCAO)小鼠模型,通过靶向乳凝集素(Lactadherin)调节PMVs的清除。结果显示,乳凝集素显著降低了血浆中的HMGB1和NETs标志物水平,并改善了脑损伤和血栓形成。

主要结果

  1. NETs在AIS患者中的表达显著升高
    AIS患者的血浆中NETs标志物水平显著高于健康对照者,且中性粒细胞更倾向于生成NETs。

  2. HMGB1在PMVs中的表达上调
    AIS患者的PMVs中HMGB1表达显著上调,并通过自噬途径诱导NETs的形成。

  3. NETs通过TF增强凝血活性
    NETs通过组织因子(TF)增强凝血活性,并通过激活血小板促进血栓形成。

  4. 乳凝集素调节PMVs和NETs
    在MCAO小鼠模型中,乳凝集素显著降低了血浆中的HMGB1和NETs标志物水平,并改善了脑损伤和血栓形成。

结论

本研究揭示了NETs在AIS中的形成机制及其在血栓形成和脑损伤中的作用,特别是PMVs中HMGB1通过自噬途径诱导NETs生成的关键作用。研究结果表明,靶向PMVs和NETs可能成为预防和治疗AIS相关血管并发症的有效策略。

研究亮点

  1. 重要发现
    研究首次揭示了HMGB1在PMVs中的表达上调及其通过自噬途径诱导NETs生成的机制。

  2. 新颖性
    研究通过体外共培养实验和动物模型验证了PMVs和NETs在AIS中的作用,为AIS的治疗提供了新的靶点。

  3. 应用价值
    研究结果为开发针对PMVs和NETs的治疗策略提供了理论依据,具有重要的临床应用前景。

其他有价值的内容

研究还发现,NETs通过组织因子(TF)增强凝血活性,并通过激活血小板促进血栓形成,这为进一步研究NETs在血栓性疾病中的作用提供了新的视角。

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