综述:心力衰竭中中性粒细胞胞外陷阱:从病理生理机制到治疗靶点

时间:2026年5月27日
来源:Journal of Inflammation Research

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心力衰竭(HF)是一种以心肌重塑、病理性纤维化及慢性无菌性炎症为特征的临床综合征。在HF及其复杂合并症的病理生理网络中,中性粒细胞胞外陷阱(NETs)被鉴定为驱动组织损伤的关键病理介质。本文综述旨在探讨NETs在HF进展中的调控机制及其跨器官病理效应,并总结N

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心力衰竭(HF)是一种以心肌重塑、病理性纤维化及慢性无菌性炎症为特征的临床综合征。在HF及其复杂合并症的病理生理网络中,中性粒细胞胞外陷阱(NETs)被鉴定为驱动组织损伤的关键病理介质。本文综述旨在探讨NETs在HF进展中的调控机制及其跨器官病理效应,并总结NETs靶向干预的最新研究进展。NETs是由抗微生物蛋白(如髓过氧化物酶(MPO)和组蛋白)附着于去凝聚DNA骨架形成的网状结构。在病理状态下,NETs的过度释放和清除障碍可触发炎症级联反应。异常的NETs形成通过介导免疫血栓、诱导心肌细胞凋亡及激活成纤维细胞,显著促进心脏重塑和病理性纤维化。NETs作为HF与系统性合并症之间的关键病理生理纽带,其靶向治疗策略主要包括抑制PAD4或相关信号轴阻断NETs形成、利用酶促反应促进NETs清除、发掘现有临床药物的新潜力以及采用纳米技术进行精准递送。这些发现为HF的精准免疫治疗提供了新途径,并显示出显著的临床转化潜力。
### 引言
全球约有3,770万人受心力衰竭(HF)影响,尽管治疗水平有所提升,但五年死亡率仍高达50%,显示亟需新的干预靶点。中性粒细胞作为先天免疫的第一防线,通过吞噬、脱颗粒、生成活性氧(ROS)及分泌趋化因子调节免疫反应。越来越多证据显示,中性粒细胞通过释放NETs,捕获核DNA及相关组分来执行免疫防御功能。然而,NETs在HF的病理机制中通过促进炎症、促凝及动脉粥样斑块形成等途径加重心脏损伤。因此,NETs具有双重作用,是潜在治疗靶点。

HF的病理特征包括心肌重塑、心肌肥大、纤维化、细胞凋亡及慢性低度无菌性炎症。HF常是多系统疾病的共同终点,伴随糖尿病、高血压、慢性肾病(CKD)及自身免疫疾病等。这些合并症不仅增加HF发生风险,还加速其病理发展。NETs可能在这些系统性疾病与心脏损伤之间起关键介导作用。尽管标准指南药物优化了HF临床管理,但对系统性炎症引起的持续损伤仍缺乏有效控制。本文通过文献综述,系统阐明NETs在HF及其多系统合并症中的核心病理作用,并总结NETs靶向干预的最新进展,为精准免疫治疗提供理论基础和潜在干预靶点。

### NETs的形成及调控机制
中性粒细胞在特定刺激下释放复杂网状结构NETs。其主要结构包括去凝聚DNA、组蛋白(H2A、H2B、H3、H4)、中性粒细胞蛋白(MPO、NE、钙调蛋白等)及抗微生物蛋白(azurophilin 1、cathelicidin、lysozyme C)。在生理状态下,氧代谢调控的“氧化爆发”触发NETs释放,实现病原局部捕获与中和。细胞抗氧化剂缺乏或氧化应激过度可将NETs从保护性免疫反应转变为心血管疾病的病理驱动因子。

NETosis过程可分为NOX2依赖和非依赖两类。NOX2依赖型NETosis通过PKC和NADPH氧化酶复合体激活,生成ROS,促使NE和MPO转位至细胞核,PAD4催化组蛋白H3瓜氨酸化(citH3),实现染色质去凝聚。NOX2非依赖型由钙离子载体或细菌诱导,激活SK3通道产生线粒体ROS(mtROS),通过核囊泡释放DNA形成NETs。行为风险因素(西式饮食、饮酒、心理压力、睡眠不足、久坐)通过神经内分泌及低度炎症激活NETosis,增加心肌损伤风险。

### NETs在HF及合并症中的病理生理作用
#### 炎症级联:NETs驱动及放大炎症
NETs释放的DNA和组蛋白作为损伤相关分子模式(DAMPs),通过模式识别受体(PRRs)增强无菌性炎症。在HFrEF中,炎症为局部修复反应;HFpEF则受系统性代谢异常驱动,伴随慢性炎症及内皮功能障碍,NETs显著激活。心外膜脂肪组织(EAT)分泌含MPO及NETs的囊泡,促进局部炎症。高血糖及ROS、TNF-α、IL-6协同激活中性粒细胞信号通路,NETs介导免疫炎症导致心肌间质纤维化和舒张功能障碍。

#### 免疫血栓:NETs介导凝血及微循环障碍
NETs组分组蛋白促进血小板和红细胞聚集形成血栓,CitH3升高与纤维蛋白致密化及纤溶抑制相关。LNK缺失、氧化磷脂及VWF异常调控增强NETosis,增加动脉粥样硬化及血栓形成风险,导致HF进展。CKD、CTEPH及高血压患者中,NETs参与微血管闭塞及心肌缺血,减少功能性心肌单位。

#### 心脏重塑:直接心肌毒性及病理纤维化
NETs及其组成部分可直接损伤心肌细胞并诱导病理性重塑。急性心肌梗死中,OSE囊泡通过TLR4/PAD4激活NETs,S100A12介导钙内流增强NETosis。ALDH2缺乏通过ER应激/MGST2/LTC4/NOX2途径促进NETs,加重缺血再灌注损伤。DEL-1缺失解除MAC-1/P38 MAPK抑制,增强NETs释放,加剧心肌肥厚与纤维化。NETs在急性修复阶段可通过TLR9调节巨噬细胞极化,促进清除坏死组织,但在慢性压力状态下,持续NETs直接驱动纤维化和心肌凋亡,导致舒张功能障碍。

#### 系统性合并症:NETs连接多系统疾病与HF
糖尿病、高氧化应激及炎症因子诱导NETs形成,促进动脉粥样硬化和心肌损伤。CKD患者慢性炎症激活中性粒细胞,增加NETs生成,提升血栓风险。肺动脉高压(PAH)中,NETs通过CCDC25受体激活ILK/β-parvin/RAC1信号,促使肺动脉平滑肌细胞增殖及血管重塑,增加右心室负荷,加剧HF。

NETs在HF的五大经典病理机制(持续炎症、病理重塑、心肌细胞死亡、微血管血栓、神经激素/血流动力学应激)中发挥关键介导作用,其作用随HF进展阶段而变化:早期(风险到亚临床HF)低水平NETs触发成纤维细胞活化;晚期(症状性到难治性HF)NETs大量释放,放大免疫血栓并加重心肌损伤。

### NETs作为HF及合并症潜在治疗靶点
#### 心血管系统:直接干预心脏及血管病理
NETs介导免疫血栓阻碍微循环,可加重心肌缺血及HF功能障碍。DNase1降解NETs DNA,缓解血栓纤维化并促进血栓溶解。纳米颗粒载体联合DNase1与rtPA可精准作用于NETs富集血栓,增强溶栓效果并降低出血风险。血流剪切力通过Piezo1通道激活中性粒细胞,提供抗血栓新策略。

#### 阻断肺-心炎症轴:呼吸疾病驱动HF进展
NE作为NETs核心蛋白,可降解ECM并激活PI3K/Akt通路,促进成纤维细胞增殖。NE抑制剂及Cl-amidine可阻断NETs形成,减少纤维化。ALDH2缺陷诱导ER应激并加速NETosis,使用LTC4受体拮抗剂(pranlukast)可缓解心肌损伤。心力衰竭药物LCZ696(sacubitril/valsartan)通过SLC44A2抑制NETs释放,对心肌保护具有加成作用。

#### 纤维化靶向:PAD4抑制剂
NETs释放关键酶PAD4催化组蛋白H3瓜氨酸化,激活成纤维细胞并促进胶原沉积。Cl-amidine可选择性抑制PAD4,减轻年龄相关心脏纤维化。针对NETs的早期干预可预防HF从亚临床风险向明显心功能损伤的转变。

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