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为探究哮喘中肌成纤维细胞形成机制,研究人员聚焦 YAP,发现其可促进相关转变,为治疗提供新方向。
哮喘,这个常见的呼吸道疾病,总是悄无声息地影响着人们的生活。患者们常常在不经意间就会出现喘息、气急、胸闷等症状,严重影响生活质量。气道重塑是哮喘的关键特征,就像是气道内部进行了一场不合理的 “装修”,细胞和结构发生了变化,杯状细胞变得肥大,气道平滑肌(ASM)细胞不断增生,成纤维细胞和肌成纤维细胞也开始大量堆积,细胞外基质(ECM)蛋白的组成和质量也出现异常。
目前,皮质类固醇是治疗哮喘的常用药物,可它却无法有效逆转气道重塑和气道高反应性(AHR),使得哮喘难以被彻底治愈。而且,哮喘的发病机制复杂,尤其是肌成纤维细胞在肺实质中的积累机制,一直是困扰科学界的难题。所以,寻找新的治疗靶点和策略迫在眉睫。
为了解开这些谜团,中山大学等机构的研究人员开展了一项关于 “YAP 作为哮喘中肌成纤维细胞形成的潜在治疗靶点” 的研究,相关成果发表在《Respiratory Research》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。他们收集了哮喘患者和非哮喘患者的肺组织样本进行免疫荧光染色,以此观察 YAP、CTGF 的表达以及肌成纤维细胞的积累情况;建立了屋尘螨(HDM)诱导的哮喘小鼠模型,在体内进行相关验证;还对多种细胞进行培养和处理,利用细胞转染技术干扰 YAP 和 TAZ 的表达,通过 Western blotting 等方法检测蛋白表达水平 。
研究结果如下:
- 肌成纤维细胞的积累:通过对临床哮喘患者和 HDM 诱导的小鼠肺样本进行免疫荧光染色,发现哮喘患者的支气管壁和肺泡实质中肌成纤维细胞显著增多。在 HDM 诱导的哮喘小鼠模型中,也观察到了同样的现象,并且该模型呈现出典型的哮喘特征,如血清总 IgE 升高、肺部炎症细胞因子转录水平增加等。
- YAP 的激活和 CTGF 的上调:在哮喘患者的肺泡细胞中,研究人员观察到 YAP 表达普遍上调,并且在 II 型肺泡上皮(ATII)细胞中,YAP 优先发生核转位。在 HDM 诱导的小鼠模型中也有类似发现。同时,CTGF 在临床哮喘患者和 HDM 诱导的小鼠肺部均显著上调,且部分 CTGF 信号定位于 ATII 细胞周围。
- YAP 在不同细胞中的激活差异:研究发现,HDM 在体内和体外都能更显著地激活 ATII 细胞中的 YAP,而非支气管上皮细胞。体外实验中,HDM 刺激人原代 ATII 细胞可上调总 YAP 和非磷酸化 S127(non-pS127)活性形式的 YAP 水平,而在 BEAS-2B 细胞中则无法诱导。
- YAP 激活的机制:HDM 或 rhIL-1β 可通过细胞骨架重组激活 A549 细胞中的 YAP,这一过程由 F - 肌动蛋白聚合介导,且不受布地奈德抑制。Lat-A 作为 F - 肌动蛋白聚合抑制剂,预处理后可显著降低 YAP 和 TAZ 的表达水平。
- YAP 与 CTGF 及 FMT 的关系:HDM 或 rhIL-1β 可通过激活 YAP 促进 A549 细胞中 CTGF 的产生。敲低 YAP 和 TAZ 或用维替泊芬预处理,可显著抑制 HDM 或 rhIL-1β 诱导的 CTGF 产生。在体外实验中,YAP/TAZ 激活可通过 CTGF 分泌促进人肺成纤维细胞(HFL-1)向肌成纤维细胞的转变(FMT)。
- 维替泊芬的体内作用:在 HDM 诱导的小鼠哮喘模型中,维替泊芬能显著抑制支气管和肺泡肌成纤维细胞的积累,减少 CTGF 表达和胶原沉积,对气道炎症的影响较小。与布地奈德相比,维替泊芬对肺泡肌成纤维细胞积累的抑制作用更强。
研究结论和讨论部分指出,该研究首次证实 YAP 在哮喘的 ATII 细胞中被激活,并在肌成纤维细胞形成中发挥作用。这一发现揭示了哮喘气道重塑的新机制,为开发新的治疗策略提供了潜在靶点。虽然目前的研究还存在一些局限性,如样本来源可能存在偏差、未区分 YAP 和 TAZ 的具体作用等,但这并不影响其重要意义。未来,有望基于这些发现,开发出更有效的哮喘治疗方法,为广大哮喘患者带来新的希望。