人类 cathelicidin 肽 LL-37 可使核酸凝聚，并改变中性粒细胞的细胞外陷阱结构

《Scientific Reports》：Human cathelicidin peptide LL-37 compacts nucleic acids and alters neutrophil extracellular trap structure

　　

摘要

人类 cathelicidin 宿主防御肽 LL-37 可以在多种细胞类型中表达，包括中性粒细胞、巨噬细胞和上皮细胞，并能与核酸形成复合物，这些复合物可能对健康产生有益或有害的影响。我们认为，这些不同的影响直接与 LL-37 与核酸结合的程度有关。在本研究中，我们利用 λ 噬菌体 DNA 以及高分辨率视频显微镜、凝胶电泳、圆二色光谱和置换测定等技术，证明了 LL-37 会非特异性地与双链 DNA（dsDNA）结合，使其发生凝聚。随着结合程度的增加，复合物会逐渐变大，最终在 DNA 与 LL-37 的质量比为 1:1.7 时达到“完全”结合状态。这些复合物的形态依赖于 LL-37 的浓度：低浓度的 LL-37 会导致 DNA 形成松散的聚集体，而高浓度的 LL-37 则会形成直径约为 150 纳米的规则盘状复合物。核酸的凝聚过程会导致其特有的 B-DNA 结构丧失，这一现象主要是由于在生理 pH 值下，肽的磷酸二酯骨架与核酸中的阳离子氨基酸侧链发生相互作用，尤其是在富含 A-T 序列的区域。研究结果表明，LL-37 的 α-螺旋结构及其两亲性和疏水性表面对于其功能至关重要。此外，我们发现 LL-37 与中性粒细胞胞外陷阱（NETs）的结合会改变其结构，在高浓度 LL-37 的情况下，NETs 的表面积显著减小。数据表明，LL-37 有助于防止核酸扩散并促进 dsDNA 的凝聚，这可能会影响 NETs 的清除机制。