炎症小体激活后剪切gasdermin D（GSDMD），引发一种被称为细胞焦亡的溶解细胞死亡形式[1-2]。研究表明GSDMD缺失能够提高脂多糖（LPS）和盲肠结扎穿孔术（CLP）诱导的脓毒症小鼠生存[3-4]，提示GSDMD在脓毒症中的有害作用。一般认为GSDMD通过诱导巨噬细胞为主的髓系细胞焦亡加剧脓毒症进程。然而，GSDMD也在中性粒细胞中表达，中性粒细胞是调节急性感染和炎症的另一个关键先天免疫细胞。GSDMD参与中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）的形成，而NETs既可以清除细菌发挥免疫防御作用也加剧血栓和脓毒症的发生。最近一项CLP脓毒症模型研究报道，GSDMD缺失后小鼠NETs形成减少，提高CLP诱导的脓毒症的存活率[5]。这些结果与其他研究一致，表明GSDMD在脓毒症中有害，并进一步指出中性粒细胞GSDMD在脓毒症的发病机制中起着关键作用。然而，该研究缺少一个关键实验——使用中性粒细胞特异性条件敲除小鼠来明确中性粒细胞GSDMD在脓毒症中的因果作用。

近日，中国医学科学院血液病医院（中国医学科学院血液学研究所）刘飞和哈佛大学波士顿儿童医院罗鸿博团队在《Blood》期刊在线发表了题为 “Neutrophil-specific depletion of gasdermin D does not protect against sepsis”的论文。利用中性粒细胞条件敲除Gsdmd小鼠，首次澄清并揭示中性粒细胞GSDMD敲除不仅不能缓解脓毒症，反而加剧该症状，提示中性粒细胞GSDMD在脓毒症发病过程中发挥保护作用。

该研究首先建立了中性粒细胞条件敲除Gsdmd小鼠(Gsdmdflox/flox MRP8-Cre+)，对该小鼠的敲除效率和特异性进行全面验证，并发现与对照小鼠（Gsdmdflox/flox）相比，小鼠血细胞生成等表型没有差异。随后，构建了CLP脓毒症模型。与野生型（WT）小鼠相比，全敲GSDMD小鼠确实能提高小鼠生存率。但是，与对照小鼠相比，Gsdmdflox/flox MRP8-Cre+小鼠不仅没有像预期的提高模型小鼠的生存，反而加剧了小鼠的死亡。

随后，该研究发现在Gsdmdflox/flox MRP8-Cre+脓毒症模型小鼠的腹腔和血清中表达更高的促炎细胞因子如IL-1β、IL-6和TNF-α。同时，条件敲除小鼠血清中谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）、尿素氮（BUN）和肌酐（Cr）水平较高，肝脏、肾脏和肺组织损伤也更为严重，这些可能与Gsdmdflox/flox MRP8-Cre+小鼠更高的死亡率相关。进一步，为解释其潜在机制，进行模型小鼠的细菌负荷检测。发现在Gsdmdflox/flox MRP8-Cre+小鼠中细菌负荷显著高于对照小鼠，提示中性粒细胞GSDMD对清除某些肠道细菌具有重要作用。因此，Gsdmdflox/flox MRP8-Cre+小鼠细菌清除能力受损可能导致更严重的感染，进而导致其它髓系细胞而非中性粒细胞产生的细胞因子升高，从而导致CLP模型中过度炎症反应和小鼠死亡的加剧。

综上所述，此研究揭示了中性粒细胞GSDMD在脓毒症中的一个新的和意想不到的作用。通过使用中性粒细胞特异性条件敲除Gsdmd 小鼠，阐明中性粒细胞GSDMD在脓毒症中的作用，发现中性粒细胞GSDMD缺失并不能保护宿主免受CLP诱导的脓毒症侵袭，反而会引发更严重的脓毒症。本研究对脓毒症的针对性治疗具有重要理论意义。

中国医学科学院血液病医院（中国医学科学院血液学研究所）助理研究员刘飞和哈佛大学波士顿儿童医院博士后Laxman Ghimire为并列第一作者。哈佛大学波士顿儿童医院罗鸿博教授为通讯作者。该研究获得天津市多元投入基金项目和细胞生态海河实验室创新基金的支持。

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参考文献：

1. Kayagaki N, Stowe IB, Lee BL, et al. Caspase-11 cleaves gasdermin D for non-canonical inflammasome signalling. Nature. 2015;526(7575):666-671.

2. Shi J, Zhao Y, Wang K, et al. Cleavage of GSDMD by inflammatory caspases determines pyroptotic cell death. Nature. 2015;526(7575):660-665.

3.Hu JJ, Liu X, Xia S, et al. FDA-approved disulfiram inhibits pyroptosis by blocking gasdermin D pore formation. Nat Immunol. 2020;21(7):736-745.

4.Kang R, Zeng L, Zhu S, et al. Lipid Peroxidation Drives Gasdermin D-Mediated Pyroptosis in Lethal Polymicrobial Sepsis. Cell Host Microbe. 2018;24(1):97-108 e104.

5.Silva CMS, Wanderley CWS, Veras FP, et al. Gasdermin D inhibition prevents multiple organ dysfunction during sepsis by blocking NET formation. Blood. 2021;138(25):2702-2713.