N-甲酰甲硫氨酸通过FPR1/HIF-1α通路介导中性粒细胞NETosis促进脓毒症心肌病

　　本研究聚焦脓毒症心肌病（SIC）的发病机制，揭示了N-甲酰甲硫氨酸（fMet）通过激活FPR1/HIF-1α信号通路诱导中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）形成的关键作用。研究人员通过临床队列分析、生物信息学挖掘和实验验证，证明fMet水平与SIC严重程度正相关，采用FPR1基因敲除和特异性抑制剂干预显著改善了小鼠生存率和心功能。该研究为SIC提供了新的诊断标志物和治疗靶点，具有重要的临床转化价值。

　　

在重症监护室里，脓毒症患者正面临着生死考验——约40%的患者会出现心脏骤然的"罢工"，即脓毒症心肌病（Sepsis-induced cardiomyopathy, SIC），死亡率高达70%。这种心脏功能障碍来得突然，去得也神秘，虽然具有可逆性，但机制不明使得医生们束手无策。更令人困惑的是，免疫系统中的中性粒细胞在抵御病原体时释放的中性粒细胞胞外诱捕网（Neutrophil extracellular traps, NETs）就像一把双刃剑：既能捕杀细菌，又可能损伤自身组织。那么，究竟是什么在背后操控着NETs的形成，进而导致心肌受损呢？

来自首都医科大学附属北京友谊医院的研究团队将目光投向了N-甲酰甲硫氨酸（N-formyl methionine, fMet）——一种来自线粒体的损伤相关分子模式。就像细菌入侵时会释放甲酰化肽段一样，受损的组织细胞也会释放fMet，激活免疫系统。先前研究发现，fMet在脓毒症休克患者中显著升高，且与死亡率相关，但它在SIC中的具体作用仍是一个黑盒子。

为了解开这个谜团，研究人员开展了一项多层次的研究。他们首先检测了89例ICU患者和50名健康人的血清fMet水平，发现脓毒症患者，特别是SIC患者，fMet显著升高，且与NETs标志物MPO和dsDNA正相关。通过生物信息学分析心脏转录组数据，他们发现甲酰肽受体1（formyl peptide receptor 1, FPR1）是连接SIC和NETs的关键基因。随后，他们在实验室中用fMet刺激人中性粒细胞，观察到NETs大量形成，同时FPR1和缺氧诱导因子1α（hypoxia-inducible factor 1-alpha, HIF-1α）表达上调。最令人兴奋的是，当使用FPR1基因敲除小鼠或特异性抑制剂HCH6-1时，NETs形成受到抑制，小鼠的心功能明显改善，生存率从20%提升至60%。

这项研究发表在《International Immunopharmacology》，为了回答科学问题，研究人员综合运用了多种技术方法：通过ELISA检测临床样本中fMet和NETs标志物水平；利用生物信息学分析公共数据库GSE79962的心脏转录组数据，进行差异表达基因筛选、功能富集分析和加权基因共表达网络构建；建立小鼠盲肠结扎穿刺（cecal ligation and puncture, CLP）脓毒症模型；采用超声心动图评估心功能；通过流式细胞术分析免疫细胞浸润和活性氧水平；使用免疫荧光和Western blot检测NETs相关蛋白表达；采用透射电镜观察心肌线粒体超微结构。

研究结果部分揭示了多个重要发现：

3.1. fMet作为SIC的标志物并与中性粒细胞NETosis相关

临床分析显示SIC患者血清fMet水平显著升高，且与NETs标志物dsDNA、MPO呈正相关。ROC曲线分析表明fMet对SIC有诊断价值（AUC=0.874），但其水平与28天生存率无显著相关性。

3.2. SIC患者心脏组织中FPR1增加且与NETosis相关

生物信息学分析发现SIC心脏组织差异表达基因富集于炎症反应、中性粒细胞趋化和HIF-1α信号通路。WGCNA分析识别出与SIC和NETs相关的基因模块，发现FPR1是唯一重叠基因。

3.3. fMet通过FPR1/HIF-1α通路诱导中性粒细胞NETosis

体外实验证明fMet和LPS刺激能诱导人中性粒细胞产生NETs，增加ROS、炎症因子和NETs标志物表达。FPR1敲除小鼠的中性粒细胞对fMet刺激的NETosis反应减弱，炎症因子释放减少。

3.4. FPR1敲除减轻SIC小鼠的NETosis

FPR1基因敲除显著提高CLP小鼠生存率，改善心功能，降低心肌损伤标志物和炎症因子水平。组织学分析显示心肌损伤减轻，线粒功能改善，心脏组织中NETs形成减少。

此外，研究还发现FPR1抑制剂HCH6-1和HIF-1α抑制剂PX-478都能减轻NETosis和心肌损伤，证实了fMet/FPR1/HIF-1α通路在SIC中的关键作用。

研究结论与讨论部分强调了本研究的理论和临床意义。fMet作为线粒体来源的损伤相关分子模式，通过激活FPR1受体，上调HIF-1α表达，诱导中性粒细胞NETosis，从而促进SIC的发生发展。这一机制解释了为何脓毒症患者会出现心肌功能障碍，也为临床诊断和治疗提供了新思路——血清fMet水平可能作为SIC的诊断标志物，而靶向FPR1/HIF-1α通路可能成为治疗SIC的新策略。

值得注意的是，FPR1在多种免疫细胞中都有表达，本研究主要聚焦于中性粒细胞，fMet和FPR1在其他免疫细胞（如巨噬细胞、淋巴细胞）中的作用值得进一步探索。此外，FPR1如何精确调控HIF-1α的表达和活性，是通过ROS信号还是其他机制，也需要更深入的机制研究。

尽管存在这些有待解答的问题，这项研究无疑为理解SIC的发病机制提供了重要线索，为开发新的治疗手段奠定了坚实基础。在脓毒症治疗领域，针对过度炎症反应的治疗策略一直面临挑战，这项研究提出的fMet/FPR1/HIF-1α轴为精准调控免疫反应提供了新的可能性，有望在未来改善脓毒症患者的预后。