吸烟诱导的中性粒细胞胞外诱捕网介导COPD浆细胞样树突状细胞活化的机制研究

T cell-mediated adaptive immune responses play a key role in chronic inflammation of COPD induced by cigarette smoking. Plasmacytoid dendritic cells (pDC) are the major antigen-presenting cells that mediate this process, but the autoantigen component induced by cigarette smoking and mechanism by which it activates pDC is unclear. Our previous study found that neutrophil extracellular traps (NETs) increased in the airway of COPD, and the dsDNA in the NETs structure induced by cigarette smoking (CSE-NETs) was an important antigen component that activates pDC, but the mechanism was unclear. This study firstly explores the correlation between NETs and pDC activation through COPD clinical samples, and demonstrates the effect of NETs on pDC activation using a COPD animal model induced by cigarette smoking. Secondly, immunofluorescence staining and laser confocal techniques are used to verify the LL-37 and HMGB1 components in the CSE-NETs structure; finally, we clarify the molecular mechanism through in vitro and in vivo experiments that CSE-NETs transfer autoantigen dsDNA into pDC cells through its LL-37 and HMGB1 components, activate the sting signaling pathway, and mediate activation of pDC, providing a new strategy for COPD prevention and treatment.

T细胞介导的适应性免疫反应在吸烟诱导的COPD慢性炎症中起关键作用，浆细胞样树突状细胞（pDC）是介导该过程主要的抗原提呈细胞，但吸烟诱导的自身抗原成分及其介导pDC活化的机制不清楚。我们前期研究发现，中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）在COPD气道内形成增加，且吸烟诱导的NETs（CSE-NETs）结构中的dsDNA是介导pDC活化的重要抗原成分，但其机制不清楚。本项目首先拟通过COPD临床样本探讨NETs与pDC活化的相关性，并利用吸烟诱导的COPD动物模型证明NETs对pDC活化的影响；其次利用免疫荧光染色和激光共聚焦技术验证CSE-NETs结构中的LL-37、HMGB1成分；最后利用基因敲除、流式细胞术等体内外实验阐明CSE-NETs通过其LL-37、HMGB1成分将自身抗原dsDNA转入pDC胞内，通过激活sting信号通路介导pDC活化的分子机制，为COPD防治提供新策略。

吸烟诱导的慢性气道炎症是导致COPD发生发展的关键环节，目前有关的机制仍不清楚。既往的研究发现，中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）在COPD患者气道内形成增加，但吸烟是否诱导NETs的形成以及形成的NETs是否介导炎症反应不清楚。本项目首先拟通过体内试验证明吸烟对小鼠气道内NETs形成的影响以及降解气道内形成的NETs对吸烟诱导的气道炎症的影响。其次，利用免疫荧光、激光共聚焦等技术证明香烟提取物（CSE）是否介导中性粒细胞形成NETs（CSE-NETs）；最后利用ELISA等技术证明CSE-NETs介导气道炎症反应的机制。体内试验结果发现，吸烟明显的诱导了小鼠气道内形成NETs，雾化吸入DNAse I降解小鼠气道内形成的NETs可明显减轻气道炎症反应。体外试验结果发现，CSE明显诱导人中性粒细胞形成CSE-NETs，该过程依赖于NADPH氧化酶的途径。CSE-NETs协同CSE介导HBE细胞和巨噬细胞中炎症细胞因子的释放。该研究阐明了CSE-NETs在慢性气道炎症中作用，为COPD的防治提供新策略。