同型半胱氨酸的生化修饰在缺血性中风中驱动中性粒细胞胞外陷阱的形成

《The FASEB Journal》：Biochemical Modifications of Homocysteine Drive Neutrophil Extracellular Trap Formation in Ischemic Stroke

高同型半胱氨酸通过ERK/AKT/PAD4通路诱导NETosis，加剧缺血性中风中的血小板聚集和神经元损伤，临床数据显示同型半胱氨酸及其修饰物与神经损伤及autoantibodies相关。

　　

摘要

中性粒细胞胞外陷阱（NETs）的过度产生会促进缺血性中风发病机制中的免疫血栓形成。在缺血性中风过程中，NETs形成的代谢和机制调节因子与血小板激活之间的关系仍不完全清楚。在本研究中，我们利用多种动物和临床中风模型，探讨了同型半胱氨酸及其生化修饰对NETs形成以及伴随的神经元损伤、血小板聚集、运动和步态功能的影响。通过对中性粒细胞进行磷酸蛋白质组学分析，发现与血栓形成相关的激酶和磷酸蛋白表达增加。同型半胱氨酸化的白蛋白通过Erk1/2、Akt、ATM和PAD4依赖性途径诱导NETs的形成，这一过程不依赖于活性氧。喂食富含蛋氨酸饮食的高同型半胱氨酸血症小鼠表现出NETs成分（中性粒细胞弹性蛋白酶、瓜氨酸化组蛋白、游离DNA（cfDNA））升高、血小板激活、神经元损伤以及运动、平衡和学习功能受损。UCCAO诱导的缺血加重了高同型半胱氨酸血症小鼠的神经元损伤、运动功能障碍和血小板激活，而使用N-乙酰半胱氨酸和DN酶破坏NETs可以缓解这些症状。在中风患者中，无论是否存在合并症（如高血压、2型糖尿病）或中风类型（TOAST分类），同型半胱氨酸、中性粒细胞弹性蛋白酶和cfDNA的水平均显著升高。此外，中风患者产生了针对同型半胱氨酸化白蛋白的自身抗体，这些抗体的水平与中性粒细胞弹性蛋白酶的水平呈正相关。本研究指出同型半胱氨酸及其修饰是调节中风过程中NETs形成的关键代谢因子，将NETs的形成与血小板激活和神经元损伤联系起来。这些发现为通过调节NETs来减轻中风发病机制提供了潜在的治疗靶点。

图形摘要

外周中性粒细胞在受到同型半胱氨酸及其修饰物的刺激后，会通过ERK/AKT/PAD4依赖性信号通路诱导NETs形成和DNA损伤。高同型半胱氨酸血症小鼠模型表现出NETs标志物升高、血小板激活、运动功能下降和神经元损伤，而抗NETs药物的应用可以逆转这些不良后果。中风患者体内同型半胱氨酸、NETs成分及针对同型半胱氨酸化血清白蛋白的自身抗体水平均升高。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

本研究中生成或分析的所有数据均可根据合理请求向通讯作者获取。