HAX1通过线粒体凋亡通路和TLR2/PU.1信号轴调控中性粒细胞成熟与存活的新机制

本研究针对先天性中性粒细胞减少症(CN)治疗靶点匮乏的难题，揭示了HAX1基因通过双重机制调控中性粒细胞发育的关键作用。研究人员构建Hax1条件性敲除小鼠模型和HAX1基因修饰HL-60细胞系，发现HAX1缺失会通过线粒体依赖的BCL-2/BAX-Caspase9凋亡通路促进细胞死亡，同时通过TLR2/PU.1信号轴阻碍中性粒细胞成熟。该研究为中性粒细胞相关疾病提供了新的治疗靶点，论文发表于《Cell Communication and Signaling》。

　　

中性粒细胞作为人体免疫系统的"第一反应部队"，其发育异常会导致严重的先天性中性粒细胞减少症(CN)。目前临床上主要依赖粒细胞集落刺激因子(G-CSF)治疗，但约10%患者会发展为白血病，迫切需要寻找新的治疗靶点。HAX1基因作为CN的主要致病基因之一，虽然已知与细胞凋亡相关，但其在中性粒细胞成熟过程中的具体调控机制仍不清楚，这严重制约了靶向治疗策略的开发。

中国医学科学院基础医学研究所的研究人员通过创新性的实验设计，揭示了HAX1调控中性粒细胞发育的双重机制。研究团队首先构建了髓系特异性Hax1条件性敲除(cKO)小鼠模型，克服了传统敲除小鼠早期死亡的局限性；同时建立了HAX1敲低和过表达的HL-60细胞模型，为机制研究提供了理想的体外平台。

研究采用的关键技术包括：1) 通过Lyz2-Cre系统构建髓系特异性Hax1 cKO小鼠模型；2) 使用CRISPR/Cas9基因编辑技术；3) 流式细胞术分析骨髓和外周血细胞亚群；4) 透射电镜观察线粒体超微结构；5) RNA测序分析差异表达基因；6) 体外中性粒细胞诱导分化系统。这些技术的综合运用为深入解析HAX1的功能机制提供了多维度证据。

HAX1影响HL-60细胞分化并调控凋亡

研究人员发现HAX1过表达显著促进HL-60细胞向中性粒细胞分化，表现为CD11b⁺细胞比例增加和核分叶形态增多；而HAX1敲低则导致凋亡率显著升高。Western blot结果显示HAX1敲低组BAX蛋白水平上调，提示HAX1可能通过BCL-2家族调控凋亡。

HAX1缺失抑制中性粒细胞成熟和髓系分化

在cKO小鼠中，骨髓和外周血中的粒细胞比例显著降低，特别是成熟中性粒细胞减少而幼稚中性粒细胞积累。集落形成实验显示粒细胞-单核细胞前体细胞(GMP)分化受阻，而红系-巨核系前体细胞(MEP)分化不受影响，表明HAX1特异性调控髓系分化。

HAX1通过线粒体介导的途径调控中性粒细胞凋亡

cKO小鼠中性粒细胞呈现线粒体空泡化和嵴结构破坏，线粒体膜电位(MMP)显著降低。Western blot检测到cleaved Caspase-9和BAX蛋白水平升高，证实HAX1缺失激活了线粒体依赖的凋亡途径。

HAX1缺陷影响中性粒细胞成熟和促进细胞凋亡的关键靶点

RNA测序发现凋亡相关通路基因显著富集，包括Bak1、Tlr2等关键分子。验证实验显示HAX1缺失导致TLR2表达上调而PU.1下调，这可能是中性粒细胞成熟阻滞的重要原因。蛋白互作网络分析揭示了HAX1通过多靶点调控网络影响中性粒细胞命运。

这项研究系统阐明了HAX1通过双重分子机制调控中性粒细胞发育：一方面作为线粒体膜稳定因子抑制BAX/BAK1介导的凋亡通路；另一方面通过TLR2/PU.1信号轴促进细胞成熟。这些发现不仅深化了对CN发病机制的认识，更重要的是为开发针对HAX1缺陷型CN的精准治疗策略提供了理论依据，如靶向凋亡通路的小分子药物或TLR2调节剂。此外，研究建立的cKO小鼠模型为中性粒细胞相关疾病研究提供了有价值的临床前平台。

从转化医学角度看，该研究提示监测患者HAX1突变类型及下游TLR2/PU.1信号活性可能成为预后评估的新指标。未来研究可进一步探索HAX1与其它CN致病基因(如ELANE、G6PC3)的协同作用，以及在不同发育阶段特异性敲除HAX1的效应，为临床干预时机选择提供参考。