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•本研究聚焦心肌缺血再灌注损伤（MI/RI），通过单细胞 RNA 测序等技术，解析中性粒细胞异质性及调控机制，为 MI/RI 诊疗提供新方向。
•研究发现，MI/RI 患者血液中中性粒细胞可分为 5 个集群，其中 MMP9 高表达（MMP9High）的 Cluster1/4 为疾病优势亚群，由 IFIT1 高表达（IFIT1High）中性粒细胞分化而来，且 MI/RI 会加速这一分化过程。MMP9High 中性粒细胞高表达 NET 形成标志基因 PADI4，是中性粒细胞胞外诱捕网（NET）形成的关键亚群，其比例与患者心肌损伤标志物（cTnT、LDH）正相关，可反映 MI/RI 严重程度。
•机制层面，转录因子 SPI1 通过直接调控下游靶基因 CST7，驱动 IFIT1High 中性粒细胞向 MMP9High 亚群分化。干预实验证实，PADI4 抑制剂（GSK484）、SPI1 抑制剂（DB2313）或 Cst7 基因敲除，均能减少 MMP9High 中性粒细胞比例和 NET 形成，改善小鼠 MI/RI 后的心脏功能，缩小梗死面积。
•该研究首次明确人源 MI/RI 中 MMP9High 中性粒细胞的病理作用，揭示 SPI1/CST7 通路的核心调控地位，既为 MI/RI 提供了新的诊断生物标志物（MMP9High 中性粒细胞），也确立了 SPI1/CST7 通路及 MMP9High 中性粒细胞作为潜在治疗靶点，为临床精准干预 MI/RI 提供了重要理论依据。
研究
背景
研究背景
1. MI/RI 的临床挑战
再灌注治疗虽为 AMI 核心手段，但会诱发炎症、氧化应激介导的二次损伤
中性粒细胞作为天然免疫关键细胞，其异质性及在 MI/RI 中的特异性作用尚未明确
2. NETs 的病理作用
中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）由 DNA、组蛋白及颗粒蛋白组成，可通过细胞毒性、血栓形成加重 MI/RI
3. 现有研究缺口
人源 MI/RI 中中性粒细胞亚群分类及功能异质性不明
NET 形成的特异性中性粒细胞亚群及调控通路尚未阐明
缺乏针对性干预中性粒细胞亚群的治疗策略
研究方法
1. 研究对象
人类样本：31 例 MI/RI 患者（PCI 术后 12h）、22 例健康对照者
动物模型：C57BL/6J 小鼠 MI/RI 模型、中性粒细胞特异性 Cst7 敲除（Cst7CKO）小鼠
2. 核心技术
单细胞水平：scRNA-seq 解析中性粒细胞异质性、SCENIC 分析转录调控网络
验证技术：流式细胞术（FACS）、qPCR、Western blot、免疫荧光染色
功能实验：NET 形成检测（MPO/DNA assay）、ROS 生成、吞噬功能测定
干预手段：PADI4 抑制剂（GSK484）、SPI1 抑制剂（DB2313）、Cst7 基因敲除
研究结果
01 MI/RI 患者中性粒细胞的异质性特征
•scRNA-seq 鉴定 5 个中性粒细胞集群，其中 Cluster1/4（MMP9High）为 MI/RI 优势亚群，Cluster5（IFIT1High）为健康对照优势亚群。
•分化轨迹：IFIT1High 中性粒细胞可分化为 MMP9High 功能亚群或 IL-1βHigh 衰老亚群，MI/RI 加速向 MMP9High 亚群分化。
图 1. 心肌缺血再灌注损伤（MI/RI）患者与健康供体血液中性粒细胞的单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）分析及中性粒细胞分化轨迹分析
02 MMP9High 中性粒细胞与 MI/RI 严重程度相关
•临床验证：MI/RI 患者 MMP9High 中性粒细胞比例、血清 MMP9 水平显著升高，与 cTnT、LDH 等心肌损伤标志物正相关。
•时空特征：人鼠样本中 MMP9High 中性粒细胞在 MI/RI 后 12h 达峰，持续驱动炎症反应。
图 2. 人血及小鼠模型中中性粒细胞集群的验证的验证及 MMP9 高表达（MMP9High）中性粒细胞与心肌缺血再灌注损伤（MI/RI）严重程度的相关性
03 MMP9High 中性粒细胞是 NET 形成的关键亚群
•分子特征：MMP9High 中性粒细胞高表达 NET 形成标志基因 PADI4，NET 形成评分显著升高。
•功能验证：MI/RI 患者 / 小鼠的 MMP9High 中性粒细胞体外刺激后 NET 形成能力增强，血清 MPO/DNA-NETs 水平与 MMP9High 中性粒细胞比例正相关。
图 3. MMP9 高表达（MMP9High）中性粒细胞参与中性粒细胞胞外诱捕网（NET）形成及心肌缺血再灌注损伤（MI/RI）
04 SPI1 是调控中性粒细胞分化的关键转录因子
•SCENIC 分析：SPI1 在 MMP9High 亚群中 regulon 活性最高，为分化核心调控因子。
•抑制剂实验：SPI1 抑制剂DB2313 可阻断 IFIT1High 向 MMP9High 中性粒细胞分化，减少 NET 形成及 MI/RI 损伤。
图 4. GSK484、DB2313 或 Cst7 敲除（Cst7CKO）可降低 MMP9 高表达（MMP9High）中性粒细胞的比例并减弱其体外和体内功能
05 SPI1/CST7 轴介导中性粒细胞分化与 NET 形成
•下游靶点：CST7 为 SPI1 直接调控的关键靶基因（双荧光素酶、ChIP-qPCR 验证）。
•基因敲除验证：Cst7CKO 小鼠可显著降低 MMP9High 中性粒细胞比例、抑制 NET 形成，改善 MI/RI 心功能。
图 5. 转录因子 SPI1 在中性粒细胞集群分化及中性粒细胞胞外诱捕网（NET）形成中不可或缺
06 干预策略的治疗效果
•GSK484（NET 形成抑制剂）、DB2313（SPI1 抑制剂）及 Cst7 敲除均能：
•提升左心室射血分数（LVEF）、减少梗死面积；
•降低 MMP9High 中性粒细胞比例及血清 NETs 水平；
•减轻心肌组织重塑。
图 6. CST7 是受 SPI1 调控的 MMP9 高表达（MMP9High）中性粒细胞关键标志基因
研究意义及创新点
1. 研究创新点
•首次在人源 MI/RI 中鉴定 MMP9High 中性粒细胞亚群，明确其 NET 形成核心功能
•揭示 SPI1/CST7 通路调控中性粒细胞分化的全新机制
•提供靶向特异性中性粒细胞亚群的精准干预策略，规避广谱抑制中性粒细胞的副作用
2. 临床转化价值
•MMP9High 中性粒细胞可作为 MI/RI 严重程度的诊断生物标志物
•SPI1/CST7 通路及 MMP9High 中性粒细胞为 MI/RI 治疗提供新靶点
3. 研究局限性与未来方向
•局限性：未探索中性粒细胞与巨噬细胞等免疫细胞的交互作用
•未来方向：开展临床转化研究，验证抑制剂在人体中的安全性与有效性
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