王 蓉，夏 杰

中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)與腫瘤的相關(guān)性研究進(jìn)展

王 蓉，夏 杰*

( 黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院 護(hù)理學(xué)院，湖北 黃岡 438002)

中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)（NETs）是中性粒細(xì)胞釋放的由DNA、組蛋白、抗菌肽等組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。NETs不僅是中性粒細(xì)胞的一種免疫機(jī)制，還在腫瘤的發(fā)展、轉(zhuǎn)移過(guò)程中起著促進(jìn)作用。NETs參與腫瘤相關(guān)的全身性損傷，通過(guò)扣押腫瘤細(xì)胞，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞線粒體功能，喚醒休眠的腫瘤細(xì)胞等方式促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)移；腫瘤細(xì)胞可誘導(dǎo)NETs形成，較高的NETs與腫瘤不良的預(yù)后相關(guān)。

中性粒細(xì)胞；細(xì)胞外誘捕網(wǎng)；促瘤；腫瘤轉(zhuǎn)移

中性粒細(xì)胞是機(jī)體一線的防御細(xì)胞，通過(guò)吞噬作用、釋放顆粒內(nèi)容物、產(chǎn)生活性氧(ROS)等途徑殺滅微生物。2004年，Brinkmann[1]發(fā)現(xiàn)中性粒細(xì)胞還可以通過(guò)一種全新的行為殺滅病原體：當(dāng)中性粒細(xì)胞與病原體相遇時(shí)，中性粒細(xì)胞釋放出網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)物質(zhì)，能夠捕獲真菌、細(xì)菌、病毒等微生物，并將其殺滅。這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)主要骨架是構(gòu)成染色質(zhì)的DNA，組蛋白以及從嗜中性顆粒釋放出來(lái)的抗菌肽。這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)稱為中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)（Neutrophil extracellular traps,NETs）。中性粒細(xì)胞釋放NETs并因此而死亡的過(guò)程稱之為NETosis。核膜的崩解，染色質(zhì)的膨脹和去凝縮作用是NETosis的特點(diǎn)，抗菌肽從嗜中性顆粒釋放出來(lái)，混入、黏附于松散的染色質(zhì)；隨著質(zhì)膜的破裂崩解，這些成分從中性粒細(xì)胞釋放出來(lái)，即NETs，通常情況下這一過(guò)程需要活性氧族（ROS）的刺激。雖然NETs對(duì)人體抵抗病原體入侵發(fā)揮著積極作用，但NETs本身也是一把雙刃劍[2]。DNA、組蛋白和抗菌肽等NETs組分對(duì)組織有直接毒作用，當(dāng)NETs的清除和調(diào)節(jié)機(jī)制失衡時(shí)就會(huì)使機(jī)體遭受病理?yè)p傷。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)NETs還發(fā)揮著促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移等作用，但其作用機(jī)制尚未完全闡明。本文主要介紹動(dòng)物腫瘤模型和腫瘤患者的NETs促腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移的研究概述。

1 NETs在動(dòng)物腫瘤模型中的促瘤作用

1.1 NETs參與腫瘤相關(guān)全身性損傷

Cedervall J等[3]在研究了兩個(gè)轉(zhuǎn)基因腫瘤小鼠模型（RIP1-Tag2胰島素瘤和MMTV-PyMT乳腺癌）過(guò)程中，觀測(cè)到小鼠心臟和腎臟出現(xiàn)中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)增強(qiáng)以及血管病變，這符合癌細(xì)胞誘導(dǎo)的全身性損傷現(xiàn)象。在腎臟中發(fā)現(xiàn)了血小板-中性粒細(xì)胞復(fù)合物，提示有NETs的形成。脫氧核糖核酸酶（deoxyribonuclease，DNase）能夠特異地降解NETs骨架，使用DNase處理的荷瘤小鼠，其腎血管功能可完全恢復(fù)到健康小鼠的水平，表明荷瘤小鼠血管損傷與NETs有關(guān)。在C57/Bl6小鼠胰腺癌和患者原位胰腺癌模型中，靜脈血栓栓塞和癌癥相關(guān)血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)增加，已經(jīng)證實(shí)與NETs和血小板導(dǎo)致的高凝狀態(tài)有關(guān)[4]。

1.2 腫瘤誘導(dǎo)NETs形成

Jung HS[5]3等做的一項(xiàng)體外研究表明，AsPC-1胰腺癌細(xì)胞以劑量依賴的方式誘導(dǎo)NETs的形成，還發(fā)現(xiàn)AsPC-1條件培養(yǎng)基(CM)的蛋白質(zhì)成分是NETosis的重要因素。 這項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)，NETs可以增強(qiáng)正常血漿的內(nèi)源性凝血潛能，并誘導(dǎo)癌細(xì)胞的遷移、侵襲和血管新生。 Li Y等[6]70對(duì)Lewis肺癌細(xì)胞(LLC)培養(yǎng)基上清液進(jìn)行分析，來(lái)自肺癌細(xì)胞的胞外RNA(exRNA)可促進(jìn)NETs的形成。

1.3 NETs促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移

早已有大量研究報(bào)道NETs促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移，有報(bào)道稱NETs可以捕獲并扣押循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTCs)，從而有利于轉(zhuǎn)移擴(kuò)散。手術(shù)切除依然是目前治療腫瘤的基本方法，然而手術(shù)卻與轉(zhuǎn)移率增加相關(guān)。Sara Najmeh等[7]為了證實(shí)NETs促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移分子機(jī)制，利用小鼠腹腔膿毒癥模型模擬術(shù)后炎癥環(huán)境，證實(shí)NETs粘附循環(huán)癌細(xì)胞與β1-integrin有關(guān)，并且在炎癥環(huán)境下β1-整合素表達(dá)上調(diào)。利用DNase降解NETs，可以消除NETs粘附癌細(xì)胞的作用。在另一個(gè)小鼠模型實(shí)驗(yàn)中，Tohme S[8]等發(fā)現(xiàn)NETs誘捕、扣押循環(huán)中的肺癌細(xì)胞，并導(dǎo)致了更多的肝微轉(zhuǎn)移灶。

1.4 NETs增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞線粒體功能

最近，Yazdani HO等[9]發(fā)現(xiàn)NETs可以通過(guò)增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞線粒體功能來(lái)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。蛋白質(zhì)精氨酸脫亞氨酶4（PAD4）是NETs形成所必需。PAD4基因敲除（PAD4-KO）小鼠皮下腫瘤植入后，其肝轉(zhuǎn)移灶生長(zhǎng)緩慢，且不會(huì)發(fā)生NETosis。PAD4-KO小鼠腫瘤細(xì)胞線粒體密度、線粒體DNA、ATP生成均有不同程度降低。同時(shí)線粒體生物發(fā)生蛋白PGC1α、TFAM和NRF-1顯著降低。用NETs處理的腫瘤細(xì)胞上調(diào)了線粒體生物發(fā)生相關(guān)基因，增加了線粒體密度和ATP產(chǎn)量，并增加了耗氧率。因此，NETs可以直接改變腫瘤細(xì)胞的代謝特點(diǎn)，從而加速了腫瘤的生長(zhǎng)。

1.5 NETs“喚醒”休眠的腫瘤細(xì)胞

原發(fā)腫瘤的癌細(xì)胞可以擴(kuò)散到其他組織并潛伏多年，臨床上無(wú)法發(fā)現(xiàn)。在某些因素作用下，這些休眠細(xì)胞會(huì)被“喚醒”，繼續(xù)增殖并發(fā)生轉(zhuǎn)移。Albrengues等[10]將小鼠模型暴露在煙霧中或?qū)⑿∈蟊乔粌?nèi)注入脂多糖（lipopolysaccharide，LPS），誘導(dǎo)小鼠出現(xiàn)持續(xù)肺部炎癥，結(jié)果小鼠體內(nèi)休眠的腫瘤細(xì)胞迅速增長(zhǎng)并發(fā)生轉(zhuǎn)移。利用DNase降解NET-DNA，以上過(guò)程則被抑制。持續(xù)的炎癥誘導(dǎo)NETs的形成，NETs是喚醒休眠腫瘤細(xì)胞的關(guān)鍵因素。NETs成分中包括中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶（neutrophil elastase，NE）和基質(zhì)金屬蛋白酶9（MMP-9）兩種蛋白酶，這兩種蛋白酶與休眠腫瘤細(xì)胞被“喚醒”這一過(guò)程相關(guān)。NETs結(jié)合細(xì)胞外基質(zhì)并通過(guò)這兩種蛋白酶分裂和重構(gòu)層粘連蛋白，通過(guò)整合素激活FAK/ERK/MLCK/YAP信號(hào)通路喚醒休眠細(xì)胞的增殖。

2 NETs在腫瘤患者的促瘤作用

2.1 腫瘤患者NETs形成增加

肺癌、胰腺癌和膀胱癌等不同類型腫瘤患者血漿中NETs的水平高于健康對(duì)照組[11]。Li等人證實(shí)在肺癌患者中，肺組織、外周血和痰中存在NETs[6]71。此外，結(jié)直腸癌患者中性粒細(xì)胞相對(duì)于健康對(duì)照組的中性粒細(xì)胞，更易誘導(dǎo)形成NETs，并與不良臨床結(jié)果相關(guān)[12]。Park等[13]人通過(guò)免疫熒光染色證實(shí)了NETs在人類乳腺癌中的存在，且在三陰性乳腺癌中陽(yáng)性率最高。NETs增強(qiáng)了乳腺癌細(xì)胞的侵襲性和遷移性。用DNaseI降解NETs可以阻斷這些過(guò)程。Yazdani HO等[9]在大腸癌肝轉(zhuǎn)移的組織病理學(xué)樣本中發(fā)現(xiàn)了更高的NETs含量以及高水平的瓜氨酸化組蛋白。此外，還發(fā)現(xiàn)患者血清中MPO-DNA復(fù)合物（一種NETosis標(biāo)志物）水平高于健康對(duì)照組，并與較低的生存率相關(guān)。因此，血清MPO-DNA復(fù)合物水平可以作為判斷這類疾病預(yù)后的生物標(biāo)志物。

2.2 較高的NETs水平與腫瘤預(yù)后不良有關(guān)

已知NETs可促進(jìn)癌相關(guān)性血栓形成，這是NETs導(dǎo)致腫瘤預(yù)后較差的一個(gè)重要因素。Berger-Achituv等人[14]在尤文氏肉瘤兒童患者檢測(cè)到腫瘤相關(guān)性中性粒細(xì)胞（Tumor-associated neutrophils，TANs），在其中的2名患者中發(fā)現(xiàn)了NETs，這兩名患者在高劑量化療后出現(xiàn)轉(zhuǎn)移和早期復(fù)發(fā)，提示NETs可能在尤文氏肉瘤的進(jìn)展中發(fā)揮作用。Seo JD[15]等通過(guò)檢測(cè)NETs標(biāo)記物(DNA-組蛋白復(fù)合物、雙鏈DNA、中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶)測(cè)定肝細(xì)胞癌（HCC）患者循環(huán)中NETs水平，發(fā)現(xiàn)HCC患者循環(huán)中NETs水平高于健康對(duì)照組。Jung等[5]5檢測(cè)胰膽惡性腫瘤患者循環(huán)系統(tǒng)中NETs和高凝標(biāo)志物水平，發(fā)現(xiàn)NETs水平與高凝狀態(tài)之間存在相關(guān)性。

綜上，NETs能通過(guò)多種方式促進(jìn)癌細(xì)胞擴(kuò)散轉(zhuǎn)移，還需進(jìn)一步的研究闡述NETs作為癌癥治療靶點(diǎn)的潛在作用以及從藥理機(jī)制上干擾NETs形成的可能性。目前在動(dòng)物腫瘤模型實(shí)驗(yàn)中獲得了一些有希望的結(jié)果，但還缺乏人類癌癥患者的臨床研究證據(jù)?？梢詫ETs靶向干擾藥物的研發(fā)作為腫瘤治療的一個(gè)新的研究方向。

[1]Brinkmann V, Reichard U, Goosmann C et al. Neutrophil extracellular traps kill bacteria[J].Science,2004,303(5663):1532–1535.

[2]夏杰,占玲,張丹等.中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)研究進(jìn)展和啟示[J].黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2018,20(2) : 83-85.

[3]Cedervall J, Zhang Y, Huang H, et al.Neutrophil extracellular traps accumulate in peripheral blood vessels and compromise organ function in tumor-bearing animals[J].Cancer Res,2015, 75:2653–62.

[4]Boone BA, Murthy P, Miller-Ocuin J, et al. Chloroquine reduces hypercoagulability in pancreatic cancer through inhibition of neutrophil extracellular traps[J]., 2018,18(1):678.

[5]Jung HS, Gu J, Kim J-E,et al. Cancer cell-induced neutrophil extracellular traps promote both hypercoagulability and cancer progression[J]., 2019,14(4):1-16.

[6]Li Y, Yang Y, Gan T, et al. Extracellular RNAs from lung cancer cells activate epithelial cells and induce neutrophil extracellular traps[J].Int J Oncol, 2019,55:69–80.

[7]Najmeh S, Cools-Lartigue J, Rayes RF,et al. Neutrophil extracellular traps sequester circulating tumor cells via β1-integrin mediated interactions[J].Int J Cancer, 2017,140:2321–30.

[8]Cools-Lartigue J, Spicer J, McDonald B, et al.Neutrophil extracellular traps sequester circulating tumor cells and promote metastasis[J].Clin Invest,2013,123:3446–58.

[9]Yazdani HO,Roy EC,omerci AJ,et al.Neutrophil extracellular traps drive mitochondrial homeostasis in tumors to augment growth[J].Cancer Res,2019, 79:5626–39.

[10]Albrengues J, Shields MA, Ng D, et al. Neutrophil extracellular traps produced during inflammation awaken dormant cancer cells in mice[J]., 2018,361(6409):1353.

[11]Oklu R, Sheth RA, Wong KHK, et al. Neutrophil extracellular traps are increased in cancer patientsbut does not associate with venous thrombosis[J].Cardiovasc DiagnTher,2017,7(S3):140–149.

[12]Richardson JJR, Hendrickse C, Gao-Smith F, et al. Neutrophil extracellular trap production in patients with colorectal cancer in vitro[J].Int J Inflam,2017(2017):1-11.

[13] Park J, Wysocki RW, Amoozgar Z, et al. Cancer cells induce metastasis-supporting neutrophil extracellular DNA traps[J].Sci Transl Med,2016,8(361):138.

[14] Berger-Achituv S, Brinkmann V, Abed UA, et al. A proposed role for neutrophil extracellular traps in cancer immunoediting[J].,2013,4:48.

[15]Seo JD, Gu J-Y, Jung HS, et al. Contact system activation and neutrophil extracellular trap markers: Risk factors for portal vein thrombosis in patients with hepatocellular carcinoma[J].Clin Appl Thromb Hemost,2019,25:1-6.

Research Progress on Correlation between Neutrophil Extracellular Nets and Tumor

Wang Rong，Xia Jie

(Huanggang Polytechnic College, Huanggang 438002 Hubei)

Neutrophil extracellular entrapment nets (NETs) are a network structure composed of DNA, histone and antimicrobial peptides released by neutrophils. NETs are not only an immune mechanism of neutrophils, but also play a promoting role in the development and metastasis of tumors. NETs participate in tumor related systemic injury, promote tumor growth and metastasis by detaining tumor cells, enhancing the mitochondrial function of tumor cells, and waking up dormant tumor cells; Tumor cells can induce the formation of nets, and higher Nets are associated with poor prognosis of tumor.

Neutrophils; Extracellular trap net; Tumor promoting; Tumor metastasis

R730

A

1672-1047（2022）03-0084-03

10.3969/j.issn.1672-1047.2022.03.22

2022-05-18

王蓉，女，湖北十堰人，主管護(hù)師，講師。研究方向：護(hù)理學(xué)基礎(chǔ)、病理學(xué)。

[責(zé)任編輯：曾華]