中性粒細胞是循環系統中數量最多的白細胞群，在中樞神經系統（CNS）損傷后的神經炎癥反應中發揮關鍵作用。中性粒細胞上的一種糖蛋白CD177正逐漸成為重要的免疫調節因子，它可從根本上影響多種人類炎癥性疾病。然而，中性粒細胞中CD177糖生物學在神經炎癥中的作用和調節機制仍不清楚。

2025年4月17日，上海交通大學李佩盈，俞衛鋒和中國科學院上海有機化學研究所袁鈞瑛共同通訊在PNAS（IF=9.4）在線發表題為“St3gal5-mediated sialylation of glyco-CD177 on neutrophils restricts neuroinflammation following CNS injury”的研究論文。該研究發現，在人和小鼠中，中樞神經系統損傷后，CD177+中性粒細胞顯著擴增并浸潤受損大腦。

通過單細胞RNA測序和遺傳學方法，作者發現CD177+中性粒細胞作為抗炎亞群，在調節中樞神經系統損傷后的神經炎癥中起關鍵作用。作者進一步確定了一種唾液酸轉移酶（ST）St3gal5，它能夠介導中性粒細胞上糖基化CD177的唾液酸化和細胞表面呈現。糖蛋白組學顯示，St3gal5缺陷型中性粒細胞的唾液酸化水平下調。中性粒細胞特異性耗竭St3gal5可阻止大腦浸潤的中性粒細胞表面CD177的呈現，并加劇神經炎癥。給予FDA批準的抗癲癇藥丙戊酸（VPA）（一種St3gal5上調劑）可促進中性粒細胞的糖基化，并減輕中樞神經系統損傷后的神經炎癥。本研究揭示了中性粒細胞的糖免疫調節效應，并提示VPA可作為靶向中性粒細胞糖生物學的方法，以對抗中樞神經系統損傷后的神經炎癥。

中性粒細胞是循環中最豐富的白細胞群，在介導炎癥和組織損傷修復中發揮著關鍵作用。與其他全身性炎癥情況不同，中樞神經系統（CNS）損傷后的神經炎癥因大腦常駐免疫系統相對孤立而具有獨特特征。原發性腦損傷后繼發神經炎癥和細胞內生化級聯反應，這導致中風患者癡呆等神經功能缺損風險增加15%至30%，而創傷性腦損傷（TBI）患者風險增加63%至96%。作為CNS損傷部位的早期反應者，浸潤的中性粒細胞傳統上被認為是能夠降解血腦屏障（BBB）的促炎細胞群，通過釋放金屬蛋白酶和促炎細胞因子如腫瘤壞死因子α。然而，許多評估阻斷中性粒細胞募集效果的臨床試驗均告失敗。

近期研究表明，中性粒細胞在轉錄組和表面蛋白表達方面展現出前所未有的多樣性。CD177是一種由不同比例中性粒細胞表達的糖基磷脂酰肌醇（GPI）錨定蛋白，已被確定為骨髓增生性疾病的有用生物標志物。CD177的功能在中性粒細胞中得到了最深入的研究，它涉及多種過程，如跨內皮遷移、細胞存活和抗菌活動。在人類炎癥條件下，如炎癥性腸病（IBD）、牙周炎、心肌梗死和膽道閉鎖中，CD177+中性粒細胞數量增加。研究表明，CD177+中性粒細胞在IBD中發揮保護作用。然而，CD177+中性粒細胞在神經炎癥中的作用仍知之甚少。

CNS損傷后，CD177+中性粒細胞過繼性轉移具有神經保護作用（圖片源自PNAS）

胞質中性粒細胞顆粒中的生物活性糖蛋白參與執行炎癥部位的關鍵功能，如吞噬作用、脫顆粒和中性粒細胞胞外誘捕網的釋放。最近的一項研究顯示了中性粒細胞粒系生成過程中的糖蛋白重塑。此外，糖基化失調已被廣泛認為有助于癌癥、感染和慢性炎癥性疾病中的信號傳導受損。因此，了解中性粒細胞糖生物學可能有助于開發針對日益普遍的免疫紊亂的新型治療策略。

唾液酸化是糖蛋白和糖脂上的一種翻譯后修飾，由各種位于高爾基體的酶（稱為唾液酸轉移酶STs）催化。這些酶通過不同的糖苷鍵（2-3、2-6或2-8）將唾液酸附著到聚糖鏈上。唾液酸化主要發生在細胞膜表面，并在細胞生物學中發揮多種重要功能。例如，唾液酸結合免疫球蛋白樣凝集素（siglecs）通過識別細胞表面特定的唾液酸化聚糖來調節先天性和適應性免疫細胞的功能，從而幫助區分自身和外來抗原。唾液酸化還影響趨化因子與其相應受體的結合，從而在炎癥過程中白細胞募集和停滯中發揮關鍵作用。St3gal5是編碼參與合成糖鞘脂GM3的ST的基因，具有將唾液酸添加到乳糖基神經酰胺上的能力。然而，關于St3gal5在糖蛋白唾液酸化中的作用知之甚少。

本研究表明，在人類和小鼠中，CNS損傷后CD177+中性粒細胞數量顯著增加。抗炎的CD177+中性粒細胞在改善CNS損傷后的神經炎癥中發揮關鍵作用。中性粒細胞特異性St3gal5耗竭阻止了中性粒細胞表面CD177的呈現，并導致CNS損傷后神經炎癥加劇。丙戊酸（VPA）是一種St3gal5上調劑，其應用可減輕CNS損傷后的神經炎癥。這些發現強調了CD177糖蛋白唾液酸化在調節神經炎癥中的重要性。作者的研究結果表明，靶向中性粒細胞中的St3gal5是治療CNS損傷后神經炎癥的潛在方法。

https://doi.org/10.1073/pnas.2426187122