近日，哈佛大学医学院罗鸿博教授团队与中国医学科学院血液病医院冯四洲教授团队合作在国际顶尖学术期刊 Cell 上发表文章，报道了中性粒细胞可以通过主动产生抗炎性细胞外囊泡来协助解决炎症（虽然中性粒细胞通常以其促炎症作用和病原体清除能力而闻名）。这些来自老化中性粒细胞的大型囊泡（LAND-Vs）因其特定的大小、结构和形成路径而不属于传统囊泡分类。LAND-Vs由于表面“不要吃我”（do not eat me）信号得以避免被吞噬作用清除，并在炎症的消除阶段积累。LAND-Vs表面的CD55通过抑制补体C3转换酶的活性，产生强大而持续的抗炎作用，从而减少中性粒细胞的募集并减轻组织损伤。CD55+ LAND-Vs起源于有序的脂筏区域，在中性粒细胞老化过程中CD55非对称聚集，并通过RhoA依赖的出芽形成。整体而言，LAND-Vs作为一种关键的生理免疫调节因子，展示了超越中性粒细胞有限寿命的功能，为炎症和感染性疾病提供了潜在的治疗靶点。
中性粒细胞在抵御病原体的过程中发挥了多种关键功能，包括吞噬病原体、释放抗菌肽和活性氧（ROS），以及形成中性粒细胞细胞外陷阱（NETs）以直接杀死或限制病原体传播。然而，中性粒细胞炎症可能对宿主造成不利影响，例如通过释放活性氧和有毒颗粒蛋白直接损害炎症组织。因此，尽管中性粒细胞炎症是不可或缺的，但它需要被严格调控。
在急性中性粒细胞炎症中，大多数中性粒细胞会老化，并通过巨噬细胞的吞噬作用被清除。然而，中性粒细胞的短寿命和快速清除引发了对其在预期寿命之外延伸功能的推测。例如，NETs的发现表明，中性粒细胞在死亡后仍能发挥功能。本研究进一步鉴定了一种源自中性粒细胞的免疫调节结构——大型老化中性粒细胞来源囊泡（LAND-Vs）。通过表面的CD55，LAND-Vs通过抑制补体激活发挥强大的抗炎作用，从而减少中性粒细胞的募集并减轻组织损伤。
(B) 从中性粒细胞培养物中纯化LAND-Vs的策略示意图。
(C) 经过纯化的LAND-Vs的WGA免疫荧光图像。比例尺：2微米。
(D) 经过纯化的LAND-Vs的负染TEM图像。比例尺：1微米。
(E) 总细胞外囊泡（直接100,000×g离心）、凋亡小体（ApoBDs，3,000×g离心）和LAND-Vs的冷冻电镜（Cryo-TEM）图像。比例尺：200纳米。
该研究的主要发现包括：
- LAND-Vs的产生与特性
- LAND-Vs由人类和小鼠的老化中性粒细胞产生，随着中性粒细胞的老化，其生成显著增加。
- LAND-Vs的大小远大于传统的外泌体（30-100 nm）和微囊泡（100-1000 nm），平均直径超过1 μm，具有明显的脂双层结构。
- LAND-Vs在形态上独立于凋亡小体（ApoBDs），其结构中缺乏DNA、线粒体和活化的凋亡酶（如caspase-3/7）。
- LAND-Vs的产生与细胞老化密切相关，但与细胞凋亡无直接关联。加速凋亡的刺激剂（如caspase-3激活剂）会减少LAND-Vs的生成，而延长细胞存活的处理（如使用CLON-G治疗）会显著增加LAND-Vs的产量。
- LAND-Vs的抗炎作用
- LAND-Vs通过表面高表达的CD55对抗补体系统的激活，抑制C3转化酶的功能，从而减少补体C3b的沉积及其下游的炎症反应。
- 在金黄色葡萄球菌性肺炎小鼠模型中，给予LAND-Vs显著降低了气管冲洗液中中性粒细胞（CD45+Ly6G+）的数量以及促炎性细胞因子（IL-1β和IL-6）的水平。
- LAND-Vs的治疗还减轻了肺组织的损伤，降低了肺水肿和病理评分，并改善了小鼠的生存率。即使减少了炎症反应，LAND-Vs并未影响病原体的清除能力。
- LAND-Vs的形成机制
- LAND-Vs通过中性粒细胞老化过程中在脂筏区域的出芽形成。这些脂筏区域富集了胆固醇和有序脂质，并通过RhoA和ROCK信号通路调控。
- CD55在老化的中性粒细胞中发生极化，并集中于脂筏区域，从而为LAND-Vs的抗炎功能提供了物质基础。
- LAND-Vs的形成需要细胞骨架的动态重组，抑制RhoA或破坏脂筏结构会显著减少其生成。
- LAND-Vs的免疫调节功能
- LAND-Vs表面表达"不要吃我"信号（如CD47和CD24），从而避免被巨噬细胞吞噬。这种机制使LAND-Vs能够在炎症部位长期存在，延续其抗炎作用。
- 在小鼠急性肺炎模型中，阻断LAND-Vs表面的"不要吃我"信号会显著降低其在肺部的稳定性，同时削弱其抗炎效果。
- 同时，LAND-Vs的抗炎功能主要依赖CD55。缺少CD55的LAND-Vs在体内外均失去了其调节补体和抑制炎症的能力。
- LAND-Vs与其他囊泡的比较
- LAND-Vs与传统微囊泡（MVs）、外泌体（Exosomes）和凋亡小体（ApoBDs）在结构和功能上均有显著不同。
- 凋亡小体含有线粒体和DNA，且不具备抗炎功能；而LAND-Vs具有独特的抗炎特性，并且不依赖磷脂酰丝氨酸（PS）介导的吞噬免疫抑制机制。
- 临床相关性
- 在COVID-19患者的血浆中，LAND-Vs的水平与病情严重程度呈负相关。病情较轻的患者血浆中LAND-Vs的数量显著高于重症患者。
- LAND-Vs的减少可能与重症患者更严重的炎症反应和肺部损伤有关，提示LAND-Vs可能在调节病毒感染诱导的炎症中具有关键作用。
- LAND-Vs的功能验证
- LAND-Vs的抗炎作用在多个炎症模型中得到了验证，包括金黄色葡萄球菌性肺炎和化学诱导的腹膜炎模型。
- 通过采用CD55条件性敲除小鼠，进一步证实了LAND-Vs的抗炎效果完全依赖于其表面的CD55。
总之，LAND-Vs通过CD55调控补体活性，在炎症解决过程中发挥了关键作用。其生成过程是中性粒细胞老化的主动功能，而非细胞凋亡的副产物。LAND-Vs通过结合补体C3b和抑制C3转化酶，显著降低了补体激活和中性粒细胞募集，同时通过“不要吃我”信号延长了其在炎症部位的停留时间。研究表明，LAND-Vs的抗炎作用不影响宿主的抗感染能力，为急性炎症和感染性疾病提供了新的治疗策略。然而，脂筏介导的CD55极化机制及其可能的其他功能仍需进一步研究，这可能揭示更多的宿主免疫调节机制。
参考文献：
Hsu AY, Huang Q, Pi X, Fu J, Raghunathan K, Ghimire L, Balasubramanian A, Xie X, Yu H, Loison F, Haridas V, Zha J, Liu F, Park SY, Bagale K, Ren Q, Fan Y, Zheng Y, Cancelas JA, Chai L, Stowell SR, Chen K, Xu R, Wang X, Xu Y, Zhang L, Cheng T, Ma F, Thiagarajah JR, Wu H, Feng S, Luo HR. Neutrophil-derived vesicles control complement activation to facilitate inflammation resolution. Cell. 2025 Feb 3:S0092-8674(25)00050-9. doi: 10.1016/j.cell.2025.01.021. PMID: 39938514.
外泌体资讯网 【Cell】中性粒细胞衍生的囊泡抑制补体激活发挥抗炎作用
