GSDME调控中性粒细胞的死亡方式从而控制炎症进展和组织损伤

Nat Commun | 马凤霞团队首次发现GSDME调控中性粒细胞的死亡方式从而控制炎症进展和组织损伤

中性粒细胞是天然免疫系统的重要组成部分，是宿主抵御入侵病原体的第一道防线[1]。中性粒细胞最显著的特征是自发死亡，传统的观点认为中性粒细胞自发死亡为凋亡，该研究前期发现中性粒细胞自发死亡方式多样[2]。在感染和炎症时，大量的中性粒细胞募集到感染和炎症部位发挥作用然后死亡。如果死亡以凋亡为主，凋亡的细胞会被吞噬细胞吞噬并降解，整个过程对周围组织不会造成损伤，这种细胞被清除的方式被称为胞葬[3]。如果死亡以焦亡为主，焦亡的细胞释放内容物导致严重的炎症反应和组织损伤[4]。因此，调控中性粒细胞的死亡方式，使细胞死亡以凋亡为主，减少焦亡，可能有助于炎症的消退和缓解组织损伤。

2024年1月9日，中国医学科学院血液病医院（中国医学科学院血液学研究所）马凤霞副研究员与哈佛大学医学院罗鸿博教授合作在《Nature Communications》（IF=16.6）在线发布了题为“Gasdermin E dictates inflammatory responses by controlling the mode of neutrophil death”的研究论文。该研究发现Gasdermin E（GSDME）决定中性粒细胞的死亡方式及炎症反应的程度。

单细胞RNA测序的数据发现小鼠和人中性粒细胞表达GSDME，且GSDME在中性粒细胞死亡过程中自发剪切。该研究构建GSDME基因敲除小鼠，分离小鼠的骨髓和腹腔中性粒细胞，发现基因敲除小鼠的中性粒细胞焦亡消失，凋亡明显增多，因此GSDME决定中性粒细胞的死亡方式。此外，还发现GSDMD基因敲除不能改变中性粒细胞的死亡方式，但可以延缓中性粒细胞的死亡。在小鼠腹膜炎和肺炎模型，GSDME基因敲除的中性粒细胞死亡后以凋亡为主，更易发生胞葬，炎症消退加快。在无菌及有菌的肺炎模型，GSDME基因全部敲除以及中性粒细胞中条件性敲除GSDME的小鼠炎症反应和组织损伤减弱。该研究首次证明GSDME调控中性粒细胞凋亡和焦亡的平衡从而改变细胞在体内的清除方式（胞葬），进而影响炎症的进展和组织损伤。

中国医学科学院血液病医院（中国医学科学院血液学研究所）马凤霞副研究员和哈佛大学医学院罗鸿博教授为共同通讯作者。中国医学科学院血液病医院（中国医学科学院血液学研究所）马凤霞副研究员、任仟主管技师和哈佛大学医学院博士后Laxman Ghimire为共同第一作者。该项目获得中国医学科学院医学与健康科技创新工程、国家自然科学基金、细胞生态海河实验室创新基金及实验血液学国家重点实验室自主课题等的支持。

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参考文献：

1. Jaillon S, Galdiero MR, Del Prete D, et al. Neutrophils in innate and adaptive immunity. Semin Immunopathol. 2013;35(4):377-94.

2. Teng Y, Luo HR, Kambara H. Heterogeneity of neutrophil spontaneous death. Am J Hematol. 2017 ;92(8):E156-E159.

3. Doran AC, Yurdagul A Jr, Tabas I. Efferocytosis in health and disease. Nat Rev Immunol. 2020;20(4): 254-267.

4. Kambara H, Liu F, Zhang X,et al. Gasdermin D Exerts Anti-inflammatory Effects by Promoting Neutrophil Death. Cell Rep. 2018;22(11):2924-2936.

撰稿：马凤霞  任  仟

编辑：李炳轩

校对：柴子越

审核：祁健伟   张  磊