中性粒细胞胞外诱捕网来源的双链 RNA 加剧肾缺血再灌注损伤中的 PANoptosis

为探究 PANoptosis 在肾缺血再灌注损伤（IRI）中的作用，研究发现 NET - dsRNA - TLR3 轴加剧 PT 细胞 PANoptosis，为治疗提供新方向。

　　肾缺血再灌注损伤（IRI），就像是肾脏的一场 “灾难”。在急性肾脏疾病的世界里，IRI 一直是个极为棘手的难题。过往研究发现，肾 IRI 过程中会出现多种形式的程序性细胞死亡，像铁死亡、焦亡（pyroptosis）、凋亡（apoptosis）和坏死性凋亡（necroptosis） ，这些细胞死亡不仅直接 “打击” 肾脏，还会招来免疫细胞，加剧炎症反应，把肾脏搅得 “不得安宁”。

PANoptosis 是一种独特的炎症程序性细胞死亡途径，它集焦亡、凋亡和坏死性凋亡的特点于一身，在多种炎症相关疾病里都能看到它的身影。不过，在肾 IRI 这个 “舞台” 上，PANoptosis 究竟扮演着怎样的角色，如何启动，又能否成为治疗肾 IRI 的关键 “钥匙”，这些问题一直困扰着科研人员。

与此同时，中性粒细胞作为人体血液中数量最多的免疫细胞，是炎症反应的 “先头部队”，在肾 IRI 中也发挥着重要作用。由中性粒细胞产生的中性粒细胞胞外诱捕网（NETs），参与了许多疾病的炎症反应启动过程，但它在肾 IRI 中引发炎症和细胞死亡的具体机制却不为人知。

为了揭开这些谜团，上海交通大学医学院附属仁济医院等机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Cell Communication and Signaling》上，为肾 IRI 的治疗带来了新的曙光。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先是单细胞 RNA 测序（scRNA - seq），通过这项技术，他们能够深入分析肾 IRI 模型野生型（WT）和 NET 缺陷型 Pad4^-/-小鼠肾脏单个细胞的转录组差异。其次是构建动物模型，利用 Csf3r^{+/ -}和 Pad4^{+/ -}小鼠，通过手术制造肾 IRI 模型，对比不同组小鼠的各项指标变化。此外，还运用了组织学检查、免疫组化、免疫荧光染色、Western blotting 等技术，从不同角度观察和分析相关蛋白的表达情况。

研究结果如下：

1. NETs 加剧肾 IRI 炎症：研究人员发现，肾 IRI 模型小鼠的中性粒细胞浸润明显增加，而 NET 缺陷型的 Csf3r^-/-小鼠和 Pad4^-/-小鼠血清肌酐（Cr）水平和组织学损伤程度显著降低，这表明中性粒细胞诱导的组织损伤与 NETs 的产生密切相关。
2. NETs 影响肾脏细胞组成：对 WT 和 Pad4^-/-小鼠肾脏细胞进行单细胞分析，发现肾 IRI 模型小鼠免疫细胞比例异常，NETs 缺失则能缓解这种异常。同时，Pad4^-/-小鼠中近端肾小管上皮细胞（PT）损伤标记物 Havcr1 和 Krt20 表达下调，说明 NETs 对 PT 损伤有促进作用。
3. NETs 促进 PT 细胞 PANoptosis：通过分析 PT 细胞的焦亡、凋亡和坏死性凋亡评分，发现肾 IRI 模型 WT 小鼠的这些评分升高，而 Pad4^-/-小鼠降低。免疫组化实验也证实了 NETs 在 PT 细胞 PANoptosis 中的关键作用，并且抑制 PANoptosis 能减轻肾 IRI 组织损伤。
4. RIPK1 - PANoptosome 介导 PANoptosis：研究发现 PT 细胞主要表达 Ripk1，肾 IRI 时其表达上调，Pad4^-/-小鼠中则降低。使用 RIPK1 抑制剂可抑制肾 IRI 小鼠的 PANoptosis，减轻组织损伤和降低血清 Cr 水平，表明 RIPK1 - PANoptosome 在肾 IRI 病理过程中意义重大。
5. NET - 来源的 dsRNA 触发 PANoptosis：在探究 NET 诱导 PANoptosis 的关键物质时，发现除了已知的 DNA、MMP9 等，NET - 来源的双链 RNA（dsRNA）才是触发 PANoptosis 的关键。实验证明，dsRNA 在 NETs 生成时表达增加，降解 dsRNA 或使用其类似物能验证其在 PANoptosis 中的作用。
6. NET - dsRNA - TLR3 信号加重 PANoptosis：研究人员通过免疫沉淀和 LC - MS/MS 分析，确定 TLR3 是 NET - 来源 dsRNA 的主要传感器。使用 TLR3 抑制剂能抑制 PANoptosis，减轻肾组织损伤和降低血清 Cr 水平，说明抑制该信号通路对治疗肾 IRI 有潜在价值。

在讨论部分，研究人员指出，PANoptosis 通路比单一的程序性细胞死亡通路更具治疗潜力，靶向 RIPK1 - PANoptosome 有望保护 PT 细胞功能。同时，dsRNA 通常与病毒感染相关，但在肾 IRI 中，它可能源于受损 DNA。TLR3 作为细胞表面感知 dsRNA 的受体，其与 dsRNA 的信号轴在肾 IRI 中通过诱导 PANoptosis 加重组织损伤。虽然不能排除受损 PT 细胞来源的 dsRNA 也参与其中，但靶向细胞表面 TLR3/dsRNA 复合物的抑制剂可能是治疗肾 IRI 的有效策略。

总的来说，这项研究揭示了 NET/dsRNA/TLR3 信号加重肾 IRI 中 PT 细胞 PANoptosis 的机制，为肾 IRI 的治疗提供了新的潜在靶点和方向，对推动肾缺血再灌注损伤的临床治疗发展具有重要意义。