뇌의 허혈이 발생한 이후 호중구 세포외 트랩(neutrophil extracellular traps, NETs)은 지연되는 면역세포 침윤과 혈관 손상을 악화시켜 뇌 손상에 크게 기여한다. NETs는 뇌 조직뿐 아니라 혈관 내에서도 관찰된다. 위험-관련 분자 패턴(danger-associated molecular pattern, DAMP) 분자들은 뇌 허혈 이후 NETosis를 유도하는 데 관여하는 것으로 시사되어 왔다. 본 연구는 대표적인 DAMP 분자인 High mobility group box 1(HMGB1)이 광혈전성 뇌졸중(photothrombotic stroke, PTS) 이후 NETosis 유도에서의 역할을, 특히 호중구-혈소판 상호작용에 초점을 맞춰 규명하고자 하였다. PTS에서 혈전은 주로 응집된 혈소판과 호중구로 구성되며, 유의미한 fibrin 함량은 없다. 트리페닐테트라졸륨 클로라이드(triphenyltetrazolium chloride, TTC) 염색은 PTS 모델에서 1시간 내에 시작되어 24시간까지 계속되는, 빠르지만 점진적인 경색 부위의 확장을 보여주었다. 이와 동시에, PTS 후 분리한 말초 호중구는 특히 혈관 내 NETosis에서 점진적인 NETosis를 나타냈다. 이는 PTS 후 1시간 이내부터 NETosis의 표지자인 citrullinated histone H3(CitH3)가 유의하게 증가한 것으로 확인되었다. 또한 혈청 내 유리 DNA의 농도는 점진적이고 유의하게 증가하였으며, 이는 PTS 이후 NETosis 유도를 추가로 뒷받침한다. PAD(peptidylarginine deiminase) 억제제인 BBCA를 비강 내로 투여했을 때, 혈관 내 NETosis 유도는 효과적으로 억제되었다. 중요하게도, BBCA 투여는 PTS 수술 30분 전과 4시간 후 모두에서 24시간의 경색 용적을 유의하게 감소시키고 신경학적 예후를 개선하였다. 이러한 결과는 본 모델에서 허혈성 뇌 손상의 시작과 진행 모두에 NETosis가 핵심적인 역할을 한다는 점을 강조한다. PTS 이후 HMGB1은 혈청에서 빠르게 축적되었고, 1시간 이내에 검출 가능하였다. 면역형광 염색 결과, HMGB1은 처음에는 뉴런에서 국소화되었다가, 이후 혈관 내 활성화된 호중구와 혈소판 내로 축적되는 양상이 관찰되었다. 기능적으로 HMGB1을 억제하기 위해 PTS 후 4시간 시점에 HMGB1 A box를 비강 내 투여했을 때, NETosis 유도는 유의하게 억제되었고 경색 용적은 감소했으며 신경학적 결손도 개선되어, NETosis 유도에서 HMGB1의 중추적 역할이 확인되었다. 특히 우리는 PTS 이후 활성화된 혈소판에서 빠른 혈소판 활성화와 동시에 HMGB1 유도가 일어나는 것을 관찰하였다. PTS 후 분리한 naïve PMNs-혈소판을 이용한 공배양 실험에서는, 세포외 HMGB1—특히 혈소판에서 유래한 HMGB1—이 TLR4 의존적 방식으로 호중구를 활성화하고 혈관 내 NETosis를 유도하는 데 결정적 역할을 한다는 것을 보여주었다. 종합하면, 본 연구 결과는 PTS 동물모델에서 혈전 형성의 초기 단계뿐 아니라 이후 허혈성 뇌 손상의 진행 과정에서도 NETosis가 핵심적으로 관여함을 시사한다. 이 과정에서 HMGB1, 특히 혈소판 유래 HMGB1이 주요 매개체로 부각된다. 따라서 HMGB1의 조절을 통해 NETosis를 표적화하는 것은 허혈성 뇌 손상을 완화하기 위한 유망한 다기능적 치료 전략이 될 수 있다.

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