在系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者中存在的一種獨特的促炎中性粒細胞亞群，稱為低密度粒細胞(LDGs)，已被認為在系統(tǒng)性紅斑狼瘡中發(fā)揮致病作用。
美國研究團隊在Annals of the Rheumatic Diseases（中科院JCR一區(qū)，IF：19.103 ）上發(fā)表了題為“Proteomic, biomechanical and functional analyses define neutrophil heterogeneity in systemic lupus erythematosus”的研究論文。本研究中采用蛋白質(zhì)組學(xué)、磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)、生物力學(xué)和功能分析揭示了系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)背景下的中性粒細胞的異質(zhì)性。
蛋白質(zhì)組學(xué)和磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)實驗設(shè)計
1. 紅斑狼瘡患者低密度粒細胞（SLE LDG，生物學(xué)重復(fù)n=5）；
2. 紅斑狼瘡患者正常密度中性粒細胞（SLE NDN，生物學(xué)重復(fù)n=5）；
3. 健康個體正常密度中性粒細胞（HC NDN，生物學(xué)重復(fù)n=5）；
4. fMLF（N-甲酰蛋氨酸亮氨酸-苯丙氨酸）刺激活化后的健康個體正常密度中性粒細胞（fMLF-Primed HC NDN，生物學(xué)重復(fù)n=5）。
研究結(jié)果
1. 系統(tǒng)性紅斑狼瘡和健康對照的中性粒細胞的差異蛋白表達譜
對四組樣本蛋白質(zhì)組學(xué)和磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)結(jié)果進行分析：
（1）蛋白質(zhì)組學(xué)：共鑒定出4109個蛋白，其中601個（14.6%）和685個（16.6%）蛋白分別僅在健康個體或SLE中性粒細胞中被鑒定出來。這與之前報道的中性粒細胞蛋白質(zhì)組學(xué)結(jié)果相當。SLE LDG和NDN顯示出完全的蛋白質(zhì)組重疊，盡管在蛋白質(zhì)豐度上有較大的差異，270個蛋白高表達，60個蛋白低表達。在SLE和健康個體NDN共有的2823個蛋白中，304個存在表達水平的差異。fMLF活化和未刺激的健康個體NDN顯示完全的蛋白質(zhì)組重疊。總的來說，許多蛋白質(zhì)在健康個體或SLE中性粒細胞中是獨特存在的，蛋白質(zhì)豐度在不同亞群之間有所不同，表明中性粒細胞蛋白質(zhì)組存在異質(zhì)性。
（2）磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)：共鑒定到了在875個絲氨酸、蘇氨酸和/或酪氨酸殘基上磷酸化的蛋白質(zhì)。在這些磷酸化蛋白中，48個（5.4%）和366個（41.8%）分別僅在健康個體NDN和SLE中性粒細胞中被鑒定到。在比較SLE LDG和NDN時，有95個磷酸化蛋白（11.5%）存在豐度差異，其中11個在SLE LDG中低表達，84個高表達。在fMLF活化和未受刺激的健康個體NDN中共有表達的509個磷酸化蛋白中，有167個（32.8%）存在豐度差異。在所有中性粒細胞共有的460個磷酸化蛋白中，有100個（21.7%）在健康個體和SLE NDN之間存在豐度差異。此外，在SLE LDG中鑒定到一個特有的磷酸化蛋白(pRSBN1L)。這些數(shù)據(jù)支持中性粒細胞磷酸化蛋白質(zhì)組的異質(zhì)性。
2. 低密度粒細胞（LDG）蛋白質(zhì)組學(xué)的獨特特征
GO分析顯示，相對于健康對照，在紅斑狼瘡患者正常密度中性粒細胞（SLE NDN）中高表達的蛋白質(zhì)富集于中性粒細胞激活網(wǎng)絡(luò)，并且一些與中性粒細胞激活相關(guān)的蛋白在SLE LDG中最為豐富。SLE患者的各種器官和細胞中高表達I型IFN刺激基因(ISGs)，很多蛋白在SLE LDG上調(diào)。總的來說，SLE中性粒細胞蛋白質(zhì)組提示為激活狀態(tài)，而IFN相關(guān)蛋白特征與SLE LDG不同。
中性粒細胞的啟動/激活促進了與內(nèi)皮細胞的相互作用。中性粒細胞亞群間粘附分子和整合素表達無差異。然而，調(diào)節(jié)中性粒細胞-內(nèi)皮相互作用的磷酸化蛋白在fMLF活化的健康個體NDN中比在其他中性粒細胞亞群中更豐富。這表明SLE LDG/NDN和fMLF活化的健康個體NDN之間存在差異。
與SLE NDN相比，在SLE LDG中下調(diào)的蛋白與中性粒細胞脫顆粒相關(guān)，高表達的蛋白聚集在中性粒細胞激活、凝血、血小板和細胞內(nèi)運輸網(wǎng)絡(luò)中。SLE LDG和NDN的差異磷酸化蛋白也與中性粒細胞激活和細胞內(nèi)運輸有關(guān)。
SLE LDG是由CD10?（未成熟，低豐度）和CD10+（中度成熟，最豐富）亞群組成的異質(zhì)類群。與CD10+ LDG和SLE NDN 相比，CD10? LDG中CEBPD和SPI1轉(zhuǎn)錄本的表達下調(diào)。對全體SLE LDG進行蛋白質(zhì)組學(xué)分析，不同中性粒細胞亞群顯示了相似的SPI1蛋白豐度。大多數(shù)SLE LDG有多葉狀核，證實了中度成熟細胞代表最豐富的LDG亞群。
3. 細胞骨架相關(guān)蛋白在SLE LDG和NDN中表達不同
與SLE LDG中細胞骨架相關(guān)轉(zhuǎn)錄網(wǎng)絡(luò)增強的證據(jù)相一致，研究者發(fā)現(xiàn)與自體NDN相比，在SLE LDG中存在細胞骨架相關(guān)蛋白的表達上調(diào)。許多在LDG中差異表達的蛋白和/或磷酸化蛋白調(diào)節(jié)細胞內(nèi)運輸。此外，研究者也評估了fMLF對健康個體NDN磷酸化蛋白質(zhì)組的調(diào)節(jié)。fMLF活化的健康個體NDN中，許多差異磷酸化蛋白與細胞骨架組織相關(guān)。SLE LDG蛋白質(zhì)組中存在細胞骨架相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的上調(diào)，磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)提示中性粒細胞亞群之間存在細胞骨架重組差異。這些發(fā)現(xiàn)促使研究者繼續(xù)開展了中性粒細胞生物力學(xué)特性的研究。
4. SLE LDG生物力學(xué)特性發(fā)生了改變
研究者對臨床上健康個體（HC，n=11）以及臨床靜息型(n=11)或活躍型SLE(n=4)患者外周血中的中性粒細胞的生物力學(xué)特性進行了檢測。來自健康個體和臨床靜息型SLE的中性粒細胞在生物力學(xué)上是相同的，而活躍型SLE的中性粒細胞有更大的面積、增強的變形能力和粗糙度。fMLF活化健康個體中性粒細胞也比未受刺激的中性粒細胞更大、更容易變形，并且其細胞表面明顯比其他未受刺激的中性粒細胞亞群更粗糙。總體來說，來自活躍型SLE患者的中性粒細胞表現(xiàn)出生物力學(xué)特性的改變和細胞膜擾動。
定量臨床靜息受試者，健康個體和SLE的 NDN是圓形和光滑的，而SLE LDG的細胞表面明顯更粗糙，且與年齡相關(guān)，但與其他臨床/人口統(tǒng)計學(xué)特征無關(guān)。在研究者開發(fā)一個微流控微血管模擬系統(tǒng)(MMM)，SLE LDG更多滯留在MMM中。總的來說，SLE LDG駐留在微血管網(wǎng)絡(luò)可能是由于細胞生物力學(xué)特性的內(nèi)在變化，而不是由于特定的中性粒細胞-內(nèi)皮相互作用。
研究總結(jié)
研究者通過比較了健康個體和系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者（SLE）中性粒細胞之間以及SLE NDN（正常密度中性粒細胞）和LDG（低密度粒細胞）之間的蛋白質(zhì)組學(xué)和磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)差異。結(jié)果表明，與SLE NDN相比，SLE LDG中存在著與細胞骨架組織相關(guān)的蛋白的差異磷酸化，進而研究者關(guān)注了不同中性粒細胞的生物力學(xué)差異。SLE LDG的細胞表面比SLE和健康個體NDN的表面粗糙，提示膜擾動。SLE LDG沒有顯示出與內(nèi)皮細胞結(jié)合的增加，但它們越來越多地駐留/被困在微血管網(wǎng)絡(luò)中，這可能與系統(tǒng)性紅斑狼瘡引起的器官損傷和小血管病變有重要的致病關(guān)聯(lián)。
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