Nets
2中性粒细胞杀菌主要通过两种方式:一种是通过直接吞噬病原体的方式,这也是认识最早,较为经典的方式;另一种是中性粒细胞坏死或者凋亡后会形成一种特殊的结构,称为NETs(neutrophil extracellular traps),它是中性粒细胞重要的杀菌利器,存在于脓液中,中性粒细胞虽然死了,但是它却能通过这种方式继续杀灭细菌。
基本信息
- 中文名
中性粒细胞胞外杀菌网络
- 外文名
Neutrophil Extracellular Traps
- 所属学科
分子生物学
- 简称
NETs
结构
NETs(neutrophil extracellular traps)是中性粒细胞的第二种杀菌机制。NETs 由核酸物质组成,不含任何其他细胞骨架蛋白。核酸物质包括DNA 和颗粒蛋白。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)等蛋白组成的来自中性粒细胞的原发颗粒、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 由平滑延伸的丝状结构组成,其直径在15nm~17nm 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。
形成过程
PMNs(polymorphonuclear neutrophils,多形核中性粒细胞)(中性粒细胞为PMNs的一种) 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,胞内形成数目众多的液泡。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。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。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。大约220min 后,大部分细胞死亡,细胞质膜破裂,高度活跃的核酸和蛋白混合物释放到胞外,展开形成可以捕杀细菌的NETs。
诱导因子
NETs 的产生受到多种诱导因素的影响,从而造成NETs 生成量不同。ROS、IL-8、LPS、补体因子5a( complementary 5a,C5a)、碳酸酐酶抑制剂(carbonic anhydrase inhibitor, CaI)、葡聚糖(β-glucan, BG)、豆蔻酰佛波醇乙酯(phorbol-12-myristate-13-acetate ,PMA)、葡萄糖氧化酶(glucose oxidase, GO)等多种物质都能显著激活PMNs,引发NETs 的形成。其中ROS 的产生是PMNs 的呼吸爆发和NETs 产生的关键。
功能
NETs 在炎症部位大量产生,并在局部提供高浓度的抗菌分子,捕获并杀死各种病原体,快速控制病菌在体内感染,起到免疫抗菌。NETs 通过局部提供高浓度的抗菌蛋白来消灭多种病原体,既能捕杀革兰氏阳性菌(如A 组链球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌)和革兰氏阴性菌(如沙门氏菌和志贺氏菌),也能捕杀真菌(如白色念珠菌)。