社交挫败带来的压力会通过中性粒细胞加剧哮喘患者的气道炎症

《Bone Reports》：Social defeat stress aggravates asthma airway inflammation through neutrophils

心理社会压力通过中性粒细胞浸润及NETosis形成加剧哮喘气道炎症，抑制NETosis可缓解症状，提示该机制为潜在治疗靶点。

　　

邓欢|黄霞|张佳敏|朱蓓蓓|鲍雅青|苗雪青|姜新毅|杜毅|李慧琳|赵德宇|郭云|刘峰

中国江苏省南京市南京医科大学儿童医院呼吸内科

摘要

背景

心理压力被认为是哮喘进展的一个已知因素，并且与中性粒细胞增多有关。

目的

研究中性粒细胞和NETosis在心理社会压力加重哮喘气道炎症中的作用。

方法

我们在社交挫败压力（SDS）干预下构建了小鼠哮喘模型。使用野生型、Csf3缺陷（Csf3^?/?，中性粒细胞减少）和Padi4缺陷（Padi4^?/?，NETosis受损）的小鼠来探讨中性粒细胞驱动的机制。

结果

在小鼠哮喘模型中，SDS加剧了气道高反应性、炎症和重塑。在Csf3^?/?中性粒细胞减少的小鼠中，SDS的效应减弱，但在中性粒细胞增多的小鼠中则加剧。转录组分析显示SDS增强了中性粒细胞胞外陷阱（NETs）的形成。遗传抑制NETosis（Padi4^?/?）减轻了SDS诱导的哮喘高反应性和炎症。

结论

中性粒细胞和NETosis是SDS诱导的哮喘气道高反应性、炎症和黏液过度分泌的关键介质，突显了潜在的治疗靶点。

引言

哮喘是一种慢性气道疾病，其特征是持续炎症和反复出现的气流阻塞，在疾病严重程度上存在显著异质性（Lu等人，2021年）。全球有超过3亿人患有哮喘，其中约10%的患者病情发展为重度哮喘（Chen等人，2023年）。虽然T2高反应性嗜酸性粒细胞哮喘已经得到了很好的研究，但仍有10-30%的患者——尤其是那些暴露于环境压力因素的患者——表现出以中性粒细胞为主、对皮质类固醇抵抗的急性发作（Ray和Kolls，2017年；Varricchi等人，2022年）。

新兴证据表明心理压力是哮喘进展的重要调节因素，影响疾病的严重程度和治疗反应（Baljet等人，2023年；Rosenberg等人，2014年）。流行病学研究进一步证明哮喘与抑郁症和焦虑症等心理共病之间存在强烈关联，中性粒细胞与淋巴细胞的比例（NLR）可能是这种关联的炎症链接（Hussain等人，2020年）。暴露于慢性生活压力或急性压力事件的儿童队列与没有这些压力因素或健康对照组相比，表现出更高的促哮喘细胞因子水平（Landeo-Gutierrez和Celedón，2020年）。值得注意的是，最近的神经影像学研究表明，心理压力会激活显著性网络，进而引发Th17免疫反应并在过敏原刺激后加剧气道炎症（Higgins等人，2025年）。反复的社交挫败压力（SDS）是一种经过验证的心理社会压力啮齿动物模型，已被证明可以动员中性粒细胞并激活先天免疫反应，这一过程独立于嗜酸性粒细胞的激活（Ishikawa等人，2020年；Kinsey等人，2007年）。从哮喘患者中分离出的高度纯化的中性粒细胞表现出较低的活性氧（ROS）产生，而髓过氧化物酶（MPO）、瓜氨酸化组蛋白H3（CitH3）和循环游离DNA（dsDNA）的水平增加（Varricchi等人，2022年）。此外，压力可以直接在小鼠模型中触发肺中性粒细胞增多并上调促炎趋化因子如CXCL1和IL-1β（Curry等人，2010年）。中性粒细胞释放中性粒细胞胞外陷阱（NETs），这是一种由DNA、CitH3和颗粒蛋白组成的网状结构，会加剧气道上皮损伤和细胞因子产生（Chen等人，2021年；Varricchi等人，2022年）。尽管有这些间接证据，但心理社会压力、NETosis和哮喘急性发作之间的直接因果关系尚未在体内得到证实。

在这里，我们将中性粒细胞减少、中性粒细胞增多和NETosis受损的小鼠模型与转录组分析相结合，以测试SDS通过中性粒细胞募集和NET形成独立于嗜酸性粒细胞途径来加重过敏性哮喘的假设。在Csf3缺陷的中性粒细胞减少小鼠中，SDS的促炎效应减弱，但在中性粒细胞增多的模型中则加剧。转录组分析显示SDS增强了中性粒细胞胞外陷阱（NETs）的形成能力。遗传抑制NETs的形成显著减轻了SDS诱导的炎症加剧和中性粒细胞相关的哮喘加重。我们的发现表明中性粒细胞衍生的NETs是压力触发哮喘发病机制的关键介质，为这种多因素共病提供了新的治疗靶点。

部分摘录

动物模型

C57BL/6N Colony-Stimulating Factor 3敲除（Csf3^?/?）小鼠（一种中性粒细胞减少模型）和C57BL/6 Peptidylarginine Deiminase 4敲除（Padi4^?/?）小鼠（NETosis受损）由Cyagen Biosciences提供。每种品系的雄性和雌性纯合敲除小鼠共同饲养进行繁殖。通过出生后第7-10天的尾部活检基因分型鉴定出的雄性纯合敲除后代被用于实验（图S2A，B）。雄性野生型C57BL/6小鼠（6-10周大）也被用于实验

SDS加重过敏性气道炎症并促进NETosis

通过受压小鼠强烈的社交回避行为和体重减轻证实了SDS模型的成功建立（图S1，S3）。为了研究心理社会压力对过敏性哮喘的影响，我们使用了OVA和HDM诱导的哮喘小鼠模型。在没有过敏原刺激的情况下，单独暴露于SDS并未引起与未受刺激对照组（CON）相比显著的气道高反应性、炎症或黏液过度分泌。

讨论

哮喘越来越多地被认为是一种具有不同免疫表型的疾病谱系。已知环境因素如呼吸道感染和心理社会压力会促进这种以中性粒细胞为主的表现型（Gao等人，2017年；Ray和Kolls，2017年）。在本研究中，我们提供了证据表明社交挫败压力（SDS）主要通过中性粒细胞浸润和NETosis而不是嗜酸性粒细胞依赖的途径来加重过敏性哮喘。

结论

在本研究中，SDS加剧了气道高反应性和炎症。在Csf3缺陷的中性粒细胞减少小鼠中，SDS的效应减弱，但在中性粒细胞增多的小鼠中则加剧。遗传抑制NETs的形成显著减轻了SDS诱导的哮喘加重，并显著降低了中性粒细胞介导的哮喘加重。我们的发现揭示了一条神经-免疫途径，其中压力在转录水平上促使中性粒细胞释放更多的NETs，

CRediT作者贡献声明

邓欢：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原始草稿，方法学，资金获取，正式分析，数据管理。黄霞：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原始草稿，方法学，数据管理。张佳敏：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原始草稿，方法学，研究。朱蓓蓓：撰写 – 审稿与编辑，研究，数据管理。鲍雅青：撰写 – 审稿与编辑，方法学，研究，数据管理。苗雪青：撰写 –

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文报告工作的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了南京市卫生健康委员会（资助编号YKK24166）、无锡太湖人才计划（资助编号DJTD202304）、江苏省自然科学基金（资助编号BK20230189）以及无锡市卫生健康委员会的中青年人才支持计划（资助编号BJ2023089）的支持。作者声明他们没有相关的利益冲突。