?本研究聚焦心肌缺血再灌注損傷（MI/RI），通過(guò)單細(xì)胞 RNA 測(cè)序等技術(shù)，解析中性粒細(xì)胞異質(zhì)性及調(diào)控機(jī)制，為 MI/RI 診療提供新方向。

?研究發(fā)現(xiàn)，MI/RI 患者血液中中性粒細(xì)胞可分為 5 個(gè)集群，其中 MMP9 高表達(dá)（MMP9High）的 Cluster1/4 為疾病優(yōu)勢(shì)亞群，由 IFIT1 高表達(dá)（IFIT1High）中性粒細(xì)胞分化而來(lái)，且 MI/RI 會(huì)加速這一分化過(guò)程。MMP9High 中性粒細(xì)胞高表達(dá) NET 形成標(biāo)志基因 PADI4，是中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)（NET）形成的關(guān)鍵亞群，其比例與患者心肌損傷標(biāo)志物（cTnT、LDH）正相關(guān)，可反映 MI/RI 嚴(yán)重程度。
?機(jī)制層面，轉(zhuǎn)錄因子 SPI1 通過(guò)直接調(diào)控下游靶基因 CST7，驅(qū)動(dòng) IFIT1High 中性粒細(xì)胞向 MMP9High 亞群分化。干預(yù)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，PADI4 抑制劑（GSK484）、SPI1 抑制劑（DB2313）或 Cst7 基因敲除，均能減少 MMP9High 中性粒細(xì)胞比例和 NET 形成，改善小鼠 MI/RI 后的心臟功能，縮小梗死面積。
?該研究首次明確人源 MI/RI 中 MMP9High 中性粒細(xì)胞的病理作用，揭示 SPI1/CST7 通路的核心調(diào)控地位，既為 MI/RI 提供了新的診斷生物標(biāo)志物（MMP9High 中性粒細(xì)胞），也確立了 SPI1/CST7 通路及 MMP9High 中性粒細(xì)胞作為潛在治療靶點(diǎn)，為臨床精準(zhǔn)干預(yù) MI/RI 提供了重要理論依據(jù)。

研究

背景

研究背景

1. MI/RI 的臨床挑戰(zhàn)

再灌注治療雖為 AMI 核心手段，但會(huì)誘發(fā)炎癥、氧化應(yīng)激介導(dǎo)的二次損傷

中性粒細(xì)胞作為天然免疫關(guān)鍵細(xì)胞，其異質(zhì)性及在 MI/RI 中的特異性作用尚未明確

2. NETs 的病理作用

中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)（NETs）由 DNA、組蛋白及顆粒蛋白組成，可通過(guò)細(xì)胞毒性、血栓形成加重 MI/RI

3. 現(xiàn)有研究缺口

人源 MI/RI 中中性粒細(xì)胞亞群分類及功能異質(zhì)性不明

NET 形成的特異性中性粒細(xì)胞亞群及調(diào)控通路尚未闡明

缺乏針對(duì)性干預(yù)中性粒細(xì)胞亞群的治療策略

研究方法

1. 研究對(duì)象

人類樣本：31 例 MI/RI 患者（PCI 術(shù)后 12h）、22 例健康對(duì)照者

動(dòng)物模型：C57BL/6J 小鼠 MI/RI 模型、中性粒細(xì)胞特異性 Cst7 敲除（Cst7CKO）小鼠

2. 核心技術(shù)

單細(xì)胞水平：scRNA-seq 解析中性粒細(xì)胞異質(zhì)性、SCENIC 分析轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)

驗(yàn)證技術(shù)：流式細(xì)胞術(shù)（FACS）、qPCR、Western blot、免疫熒光染色

功能實(shí)驗(yàn)：NET 形成檢測(cè)（MPO/DNA assay）、ROS 生成、吞噬功能測(cè)定

干預(yù)手段：PADI4 抑制劑（GSK484）、SPI1 抑制劑（DB2313）、Cst7 基因敲除

研究結(jié)果

01 MI/RI 患者中性粒細(xì)胞的異質(zhì)性特征

?scRNA-seq 鑒定 5 個(gè)中性粒細(xì)胞集群，其中 Cluster1/4（MMP9High）為 MI/RI 優(yōu)勢(shì)亞群，Cluster5（IFIT1High）為健康對(duì)照優(yōu)勢(shì)亞群。
?分化軌跡：IFIT1High 中性粒細(xì)胞可分化為 MMP9High 功能亞群或 IL-1βHigh 衰老亞群，MI/RI 加速向 MMP9High 亞群分化。

圖 1. 心肌缺血再灌注損傷（MI/RI）患者與健康供體血液中性粒細(xì)胞的單細(xì)胞 RNA 測(cè)序（scRNA-seq）分析及中性粒細(xì)胞分化軌跡分析

02 MMP9High 中性粒細(xì)胞與 MI/RI 嚴(yán)重程度相關(guān)

?臨床驗(yàn)證：MI/RI 患者 MMP9High 中性粒細(xì)胞比例、血清 MMP9 水平顯著升高，與 cTnT、LDH 等心肌損傷標(biāo)志物正相關(guān)。
?時(shí)空特征：人鼠樣本中 MMP9High 中性粒細(xì)胞在 MI/RI 后 12h 達(dá)峰，持續(xù)驅(qū)動(dòng)炎癥反應(yīng)。

圖 2. 人血及小鼠模型中中性粒細(xì)胞集群的驗(yàn)證的驗(yàn)證及 MMP9 高表達(dá)（MMP9High）中性粒細(xì)胞與心肌缺血再灌注損傷（MI/RI）嚴(yán)重程度的相關(guān)性

03  MMP9High 中性粒細(xì)胞是 NET 形成的關(guān)鍵亞群

?分子特征：MMP9High 中性粒細(xì)胞高表達(dá) NET 形成標(biāo)志基因 PADI4，NET 形成評(píng)分顯著升高。

?功能驗(yàn)證：MI/RI 患者 / 小鼠的 MMP9High 中性粒細(xì)胞體外刺激后 NET 形成能力增強(qiáng)，血清 MPO/DNA-NETs 水平與 MMP9High 中性粒細(xì)胞比例正相關(guān)。

圖 3. MMP9 高表達(dá)（MMP9High）中性粒細(xì)胞參與中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)（NET）形成及心肌缺血再灌注損傷（MI/RI）

04  SPI1 是調(diào)控中性粒細(xì)胞分化的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子

?SCENIC 分析：SPI1 在 MMP9High 亞群中 regulon 活性最高，為分化核心調(diào)控因子。

?抑制劑實(shí)驗(yàn)：SPI1 抑制劑DB2313 可阻斷 IFIT1High 向 MMP9High 中性粒細(xì)胞分化，減少 NET 形成及 MI/RI 損傷。

圖 4. GSK484、DB2313 或 Cst7 敲除（Cst7CKO）可降低 MMP9 高表達(dá)（MMP9High）中性粒細(xì)胞的比例并減弱其體外和體內(nèi)功能

05 SPI1/CST7 軸介導(dǎo)中性粒細(xì)胞分化與 NET 形成

?下游靶點(diǎn)：CST7 為 SPI1 直接調(diào)控的關(guān)鍵靶基因（雙熒光素酶、ChIP-qPCR 驗(yàn)證）。

?基因敲除驗(yàn)證：Cst7CKO 小鼠可顯著降低 MMP9High 中性粒細(xì)胞比例、抑制 NET 形成，改善 MI/RI 心功能。

圖 5. 轉(zhuǎn)錄因子 SPI1 在中性粒細(xì)胞集群分化及中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)（NET）形成中不可或缺

06 干預(yù)策略的治療效果

?GSK484（NET 形成抑制劑）、DB2313（SPI1 抑制劑）及 Cst7 敲除均能：

?提升左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）、減少梗死面積；

?降低 MMP9High 中性粒細(xì)胞比例及血清 NETs 水平；

?減輕心肌組織重塑。

圖 6. CST7 是受 SPI1 調(diào)控的 MMP9 高表達(dá)（MMP9High）中性粒細(xì)胞關(guān)鍵標(biāo)志基因

研究意義及創(chuàng)新點(diǎn)

1. 研究創(chuàng)新點(diǎn)

?首次在人源 MI/RI 中鑒定 MMP9High 中性粒細(xì)胞亞群，明確其 NET 形成核心功能

?揭示 SPI1/CST7 通路調(diào)控中性粒細(xì)胞分化的全新機(jī)制

?提供靶向特異性中性粒細(xì)胞亞群的精準(zhǔn)干預(yù)策略，規(guī)避廣譜抑制中性粒細(xì)胞的副作用

2. 臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值

?MMP9High 中性粒細(xì)胞可作為 MI/RI 嚴(yán)重程度的診斷生物標(biāo)志物

?SPI1/CST7 通路及 MMP9High 中性粒細(xì)胞為 MI/RI 治療提供新靶點(diǎn)

3. 研究局限性與未來(lái)方向

?局限性：未探索中性粒細(xì)胞與巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞的交互作用

?未來(lái)方向：開(kāi)展臨床轉(zhuǎn)化研究，驗(yàn)證抑制劑在人體中的安全性與有效性