脾脏中的去甲肾上腺素-β2-肾上腺素能受体轴通过中性粒细胞介导的免疫抑制作用，加重了败血症相关的急性肾损伤

《Kidney International》：The splenic norepinephrine–β2-adrenergic receptor axis aggravates sepsis-associated acute kidney injury via neutrophil-mediated immunosuppression

SA-AKI中脾神经NE/β2-AR轴调控中性粒细胞免疫抑制及肾损伤机制研究，通过脾神经切断、局部NE输注及Adrb2基因敲除小鼠模型，揭示NE/β2-AR信号通过cAMP通路促进中性粒细胞PGE2合成，抑制Th1细胞活化，加剧SA-AKI的病理过程。

　　

帅马|肖倩胡|波登|雅琪万|文昌孟|志浩吴|娟刘|学竹李|凌云邵|旭光杨|冯丁|玉莉林

中国上海交通大学医学院附属上海第九人民医院肾脏科

摘要

引言

脓毒症相关性急性肾损伤（SA-AKI）常伴有免疫麻痹和肾脏感染。尽管脾脏在免疫系统中起着关键作用，但调控SA-AKI期间脾脏免疫反应的神经机制仍不明确。

方法

为探究这一问题，我们采用了脾脏去神经化、持续脾内灌注、单细胞测序以及中性粒细胞特异性β2肾上腺素受体Adrb2敲除小鼠模型，以明确脾脏去甲肾上腺素-β2肾上腺素受体（NE/β2-AR）轴在SA-AKI中的作用。

结果

我们的研究发现，预先进行脾脏去神经化可以减轻脓毒症引起的肾脏损伤，而在盲肠结扎/穿刺（CLP）小鼠模型中，局部脾内灌注去甲肾上腺素会加剧肾脏损伤。靶向阻断脾脏β2肾上腺素受体（β2-AR）信号通路可提高存活率并减轻CLP小鼠的肾脏损伤。局部清除中性粒细胞以及条件性敲除Adrb2可表明NE/β2-AR信号通路会影响脾脏中性粒细胞，从而推动急性脓毒症的发展。机制研究表明，脾脏NE/β2-AR信号通路通过cAMP反应元件结合蛋白途径增强中性粒细胞前列腺素E2的合成，进而抑制T辅助1细胞的活化，增加局部细菌感染，加重SA-AKI。

结论

这些发现阐明了脾脏NE/β2-AR信号通路在调节中性粒细胞介导的免疫抑制中的作用，从而推动脓毒症进展并加重肾脏损伤。

部分内容摘录

引言

严重脓毒症仍然是全球主要的健康负担，每年约有1800万人受到影响，死亡率超过25%。^1,2急性肾损伤（AKI）是脓毒症的严重并发症，约50%的脓毒症患者会出现AKI。³脓毒症相关性急性肾损伤（SA-AKI）与显著增加的死亡率和多器官功能障碍风险相关。⁴尽管抗菌治疗和器官支持技术有所进步，但其全球发病率仍居高不下

方法

详细方法见补充材料。

实验动物

实验中使用的是体重20–25克、年龄8–10周的雄性小鼠。C57BL/6小鼠购自GemPharmatech公司（品系编号#N000013，中国江苏）。Adrb2-flox（Adrb2^flox/flox）小鼠和Adrb2^-/-小鼠由GemPharmatech公司制备（品系编号#T052308）。S100a8-Cre小鼠购自Jackson实验室（品系编号#021614）。通过将Adrb2^flox/flox小鼠与S100a8-Cre转基因小鼠杂交，获得了中性粒细胞特异性Adrb2条件性敲除小鼠（Adrb2^ΔNeu）。

脾脏神经释放的去甲肾上腺素会加重SA-AKI

支配脾脏的交感神经后节纤维会释放去甲肾上腺素（NE）。³¹我们观察到，在CLP小鼠的脾脏中NE水平升高（图1a）。为了确定脓毒症的发展是否由局部脾脏神经信号传导介导，我们先进行脾脏去神经化以阻断NE进入脾脏，七天后再进行CLP处理（图1b）。脾脏去神经化显著降低了脾脏中的NE水平，证实了该操作的可行性（图1c）。

讨论

本研究探讨了交感神经系统（SNS）与脾脏中性粒细胞之间的复杂相互作用，这些相互作用导致SA-AKI期间免疫系统向免疫抑制状态转变。我们发现了特定的脾脏Adrb2^{+中性粒细胞亚群，它们通过产生PGE₂来介导T细胞免疫抑制，从而参与这一过程。研究表明中性粒细胞在脓毒症中具有器官特异性作用。交感神经信号可诱导脾脏中的β₂-AR+中性粒细胞，进而抑制CD4+ T细胞}

利益冲突声明

所有其他作者均声明无利益冲突。

数据声明

本研究生成的单细胞RNA测序数据已存入GEO数据库，访问代码为GSE289831（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE289831），批量RNA测序数据的访问代码为GSE289832（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE289832）。分析使用了来自脓毒症患者的公开可用的外周全血scRNA-seq数据（Zenodo数据库，https://zenodo.org/records/7924238）

资助声明

本研究得到了国家自然科学基金（S.M.获得82200748元，Y.L.获得82471775元和82271800元，X.Y.获得82372802元和81972627元，F.D.获得82070789元和82470712元，B.D.获得82200747元）的支持。此外还得到了上海自然科学基金 Rising-Star 计划（Y.L.获得23QA1401600元）和一般项目（Y.L.获得23ZR1413000元）以及上海Sailing计划（B.D.获得20YF1423400元）的资助。

作者贡献

S.M.和Y.L.设计了研究方案；S.M.、X.H、Y.W、B.D、W.M、H.L、J.L和Z.W负责实验实施；F.D.、X.Y和L.S提供了实验试剂；S.M.、X.H、Y.L和X.L分析了数据；S.M.和Y.L撰写了论文。补充材料可在线获取，网址为www.kidney-international.org。