中性粒细胞胞外杀菌网络的研究

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1、中性粒细胞胞外杀菌网络的研究中性粒细胞又称为多形核白细胞(polymorphonuclearneutrophils,PMNs)，是机体抵御微生物病原体入侵的策一道防线。PMNs的灭菌方式主要分为呼吸爆发和形成胞外杀菌网络(neutrophilextracellulartraps,NETs),后者的效率远远高于前者。胞外杀菌网络由核酸物质和颗粒蛋0组成，在诱导因子刺激下形成网状结构，捕杀病原体，其内在杀菌机制成为近年PMNs杀菌功能的研究热点。关键词中性粒细胞；胞外杀菌网络；杀菌机制Q81A1674-6708(2011)42-0092-03Research

2、ontheNeutrophilExtracellularTrapsofPolymorphonuclearNeutrophilsLIANGYaGuangdongPolytechnicInstitute,Guangzhou510091GuangdongProvinceAbstractPolymorphonuclearneutrophils(PMNs)arconeofthefirstdefensesagainstinvadingmicrobes.TherearetwowaysforPMNstokillbacteria,phagocytosisandneutro

3、philextracellulartraps(NETs),whichismuchmoreeffective.NETsarecomposedofDNAandprotein.Afterthestimulationofinducingfactor,NETsappearandcapturethepathogens.ThemechanismofNETsbecomesacurrentresearchfocusinthefieldofPMNs.KeywordsPolymorphonuclearneutrophils；neutrophilextracellulartra

4、ps；bactericidalmechanism中性粒细胞，即分叶核白细胞(polymorphonuclearneutrophils,PMNs),胞内含呈弥散性分布的颗粒，它处于机体抵御化脓性细菌等微生物病原体入侵的第一线，在非特异性细胞免疫系统中起十分重要的作用［1，2］。PMNs具有趋化、吞噬及杀菌等功能。当病原体入侵时，PMNs被趋化性物质吸引到炎症部位，伸出伪足将病原体包裹形成吞噬泡。随着吞噬作用的开始，细胞膜紊乱引起呼吸爆发，产生大量的过氧化物及超氧化物等细胞毒性效应分子，结合胞内大景溶酶体酶，将吞噬入细胞内的细菌和组织碎什分解。PMNs在吞噬

5、细菌等病原体后，本身随即死亡解体，释出各种溶酶体酶，损伤周围组织而形成脓肿。2004年，Max-Planck研究所VolkerBrinkmann研究小组发现PMNs具有第二种杀菌机制［3］。即PMNs可以在胞外形成由核酸物质和颗粒蛋白组成的网状结构，捕杀病原体。Brinkmann将这种结构命名为胞外杀菌网络(NeutrophilExtracellularTraps,NETs),并且发现NETs的杀菌效应远高于吞噬杀菌机制［4］，成为近年研究PMNs杀菌功能的热点。1NETs的组成NETs巾核酸物质组成，不含任何其他细胞骨架蛋白［3，5,6，7］。核酸物质

6、包括DNA和颗粒蛋0。DNA是NETs的主体部分，构成一个骨架结构从而固定各种蛋白颗粒。颗粒蛋白则包含由弹性蛋白酶、组织蛋白酶G、髓过氧化酶(myeloperoxidase,MPO)等蛋白组成的来自PMNs的嗜天青颗粒(原发颗粒)、由乳铁蛋白、明胶酶等蛋白组成的继发颗粒和三级颗粒。在高分辨率扫描电镜下可观察到，NETs巾平滑延伸的丝状结构组成，其直径在15nnTl7nni之间；在这些平滑丝上，有一些直径大约25nm的球状结构域，它们可以成束聚集为直径达50nm的结构。透射电镜显示，NETs周围无任何膜状绍构包围，而且未在NETs中发现颗粒膜蛋白CD63、

7、胞质的膜联蛋白(AnnexinI)、肌动蛋白、微管蛋白以及其他各种胞质的标志性蛋白存在［3,8］。2NETs的形成PMNs被刺激后，活化而具有高吞噬性，随后形态发生一系列变化，最终形成NETs。最初，PMNs外型从球状变为扁平，胞内形成数H众多的液泡。一小时后，PMNs特有的分叶核小叶开始消失，在核膜保持完整的情况下，染色体开始解旋。与此同时，内外核膜间的空腔逐渐扩大(Omin,18.8土3.9nm;60min,27.9土5.8nm)。大约两小时后，细胞内部分颗粒消失，核膜形成一些特殊的液泡，颗粒蛋白和核酸物质混合于液泡中。大约三小时后，绝大部分颗粒消失

8、。在此过程中，胞内膜纷纷破裂，核酸物质和颗粒蛋白融合，但细胞质膜始终保持完整。大