小鼠模型助力揭示中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)形成在心衰中的作用及機(jī)制

心衰（HF）在世界范圍內(nèi)具有很高的發(fā)病率、死亡率和醫(yī)療費(fèi)用負(fù)擔(dān)。研究表明炎癥對(duì)HF的發(fā)病和進(jìn)展有重要影響。中性粒細(xì)胞是炎癥和組織損傷的關(guān)鍵效應(yīng)子，在介導(dǎo)炎癥和HF進(jìn)展中起關(guān)鍵作用。激活狀態(tài)下，中性粒細(xì)胞可釋放由去致密染色質(zhì)和蛋白酶組成的中性粒細(xì)胞細(xì)胞外陷阱（NETs）。研究表明，NETs與HF相關(guān)，并推測(cè)NETs對(duì)HF后的心臟重塑有不利影響。然而，HF中NET形成的潛在機(jī)制大多不清楚。雖然HF的發(fā)展與心肌細(xì)胞損傷有關(guān)，但關(guān)于NETs和心肌細(xì)胞在HF發(fā)病機(jī)制中相互作用也鮮有報(bào)道。

血管性血友病因子（VWF）是一種糖蛋白，在止血、血栓形成和炎癥過(guò)程中起中心作用。VWF活性主要受ADAMTS13調(diào)節(jié)，其切割VWF多聚體的A2結(jié)構(gòu)域中的Y1605-M1606肽鍵。VWF/ADAMTS 13比值已被研究為各種疾病（包括HF）的潛在預(yù)測(cè)因子。然而，VWF/ADAMTS 13在HF病理生理學(xué)中的作用和潛在作用機(jī)制仍不清楚。SLC44A2是膽堿轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白樣蛋白2（CTL2）家族的成員，也是VWF的受體。最近的報(bào)告表明，SLC44A2與中性粒細(xì)胞募集和血小板活化相關(guān)。此外，SLC44A2誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞活化和NET形成。然而，尚不清楚SLC44A2是否調(diào)節(jié)NETs生成以促進(jìn)心臟重塑。

2024年8月21日，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院于波教授團(tuán)隊(duì)在European Heart Journal上發(fā)表題為“Von Willebrand factor exacerbates heart failure through formation of neutrophil extracellular traps”的研究論文，揭示了VWF-SLC44A2-NETs軸破壞線(xiàn)粒體功能穩(wěn)態(tài)導(dǎo)致心肌細(xì)胞凋亡并促進(jìn)HF的作用及機(jī)制，以該軸為靶點(diǎn)可能為HF治療提供新思路。哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院于波教授、張毛毛教授、吳健教授及首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院博士后金家企為本文的共同通訊作者，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院博士生莽鴿為本文的第一作者。
 

圖片來(lái)源：《European Heart Journal》
（https://sourl.cn/RPsgq8）

研究材料與方法
在這項(xiàng)研究中，研究人員利用多種動(dòng)物模型來(lái)VWF-SLC44A2-NETs軸在心衰中的作用及機(jī)制，包括PAD4^-/-小鼠和ADAMTS13^-/-小鼠以及SLC44A2^-/-小鼠（由賽業(yè)生物提供）。作者本首先在HF患者和小鼠模型中檢測(cè)到升高的NETs水平，證實(shí)其參與HF的進(jìn)程。上游機(jī)制闡明VWF通過(guò)參與中性粒細(xì)胞上的SLC44A2促進(jìn)NETs的產(chǎn)生。下游機(jī)制闡明NETs通過(guò)NE-TLR4途徑抑制PGC-1α從而阻礙線(xiàn)粒體生物發(fā)生。因此，靶向VWF-SLC44A2-NETs軸將為HF治療提供新思路。

技術(shù)路線(xiàn)
01 評(píng)估NETs在心衰患者及小鼠心衰模型中的水平
02 構(gòu)建PAD4^-/-小鼠，觀(guān)察NETs缺失對(duì)小鼠心臟重構(gòu)的影響
03 評(píng)估NETs對(duì)心肌細(xì)胞的作用及機(jī)制
04 構(gòu)建ADAMTS13^-/-小鼠及SLC44A2^-/-、PAD4^-/-小鼠，評(píng)估VWF/ADAMTS13-SLC44A2對(duì)NETs生成及心臟重構(gòu)的影響

研究結(jié)果
1. 心衰患者及小鼠心衰模型中NETs水平升高
首先，研究者在HF患者中發(fā)現(xiàn)NETs水平升高，且證實(shí)其與心功能及炎癥生物標(biāo)志物具有相關(guān)性。接著，研究者通過(guò)構(gòu)建小鼠TAC心衰模型，發(fā)現(xiàn)小鼠HF中NETs水平也同樣升高（圖1）。
 

圖1 心衰患者和心衰小鼠NETs水平升高與心衰進(jìn)展相關(guān)^[1]

圖2 NETs通過(guò)損害線(xiàn)粒體穩(wěn)態(tài)來(lái)驅(qū)動(dòng)心肌細(xì)胞凋亡[1]

4. VWF/ADAMTS13介導(dǎo)NETs生成參與HF進(jìn)程
為了探究HF中NETs產(chǎn)生的機(jī)制，本研究首先通過(guò)ELISA證實(shí)HF患者中VWF水平升高和ADAMTS 13水平減少，且發(fā)現(xiàn)VWF/ADAMTS13與NETs及HF指標(biāo)之間具有相關(guān)性。接著通過(guò)ADAMTS13^-/-小鼠（由賽業(yè)生物提供）及重組ADAMTS13蛋白的使用，在小鼠HF模型中證實(shí)VWF/ADAMTS13介導(dǎo)NETs生成參與HF進(jìn)程（圖3）。
 

圖3 VWF通過(guò)促進(jìn)NETs的形成而加重心衰[1]

5. SLC44A2是VWF介導(dǎo)的NET形成所必需的
為了探究中VWF/ADAMTS13介導(dǎo)NETs生成的機(jī)制，研究者發(fā)現(xiàn)中性粒細(xì)胞上SLC44A2介導(dǎo)VWF促進(jìn)的NETs發(fā)生。接著通過(guò)構(gòu)建SLC44A2^-/-小鼠（由賽業(yè)生物提供），并在小鼠HF模型中證實(shí)VWF-SLC44A2-NETs軸參與HF中不良心臟重構(gòu)（圖4）。
 

圖4 SLC44A2是VWF介導(dǎo)NET形成所必需的[1]

研究結(jié)論
綜上所述，該研究首先在HF患者和小鼠模型中檢測(cè)到升高的NETs水平，證實(shí)其參與HF的進(jìn)程。上游機(jī)制闡明VWF通過(guò)參與中性粒細(xì)胞上的SLC44A2促進(jìn)NETs的產(chǎn)生。下游機(jī)制闡明NETs通過(guò)NE-TLR4途徑抑制PGC-1α從而阻礙線(xiàn)粒體生物發(fā)生導(dǎo)致心肌細(xì)胞凋亡。因此，靶向VWF-SLC44A2-NETs軸將為HF治療提供新思路。

參考文獻(xiàn)：
[1] Mang G, Chen J, Sun P, Ma R, Du J, Wang X, Cui J, Yang M, Tong Z, Yan X, Wang D, Xie H, Chen Y, Yang Q, Kong Y, Jin J, Wu J, Zhang M, Yu B. Von Willebrand factor exacerbates heart failure through formation of neutrophil extracellular traps. Eur Heart J. 2024 Aug 21:ehae517. doi: 10.1093/eurheartj/ehae517.
 

賽業(yè)小鼠模型構(gòu)建

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Padi4（Pad4） flox小鼠

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品系名稱(chēng)：
C57BL/6NCya-Padi4^em1flox/Cya
產(chǎn)品編號(hào)：
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應(yīng)用方向：
神經(jīng)系統(tǒng),免疫,眼科,遺傳,肝臟,腎臟
 

Adamts13 flox小鼠

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品系名稱(chēng)：
C57BL/6JCya-Adamts13^em1flox/Cya
產(chǎn)品編號(hào)：
S-CKO-10097
應(yīng)用方向：
癌癥,神經(jīng)系統(tǒng),免疫,眼科,遺傳,肝臟,腎臟

Slc44a2 flox小鼠

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品系名稱(chēng)：
C57BL/6NCya-Slc44a2^em1flox/Cya
產(chǎn)品編號(hào)：
S-CKO-14260
應(yīng)用方向：
神經(jīng)系統(tǒng),眼科,遺傳,肌肉,代謝