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sE-cadherin:急性肺损伤炎症调控的新关键
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年02月28日 来源:Cell Communication and Signaling 8.2
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为探究可溶性 E - 钙粘蛋白(sE-cadherin)在 ALI/ARDS 中的作用,广州医科大学附属第一医院研究人员开展相关研究,发现 sE-cadherin 通过 VEGF/VEGFR2 通路促进肺炎症,为 ALI/ARDS 治疗提供新方向。
急性肺损伤(ALI)及其更严重的急性呼吸窘迫综合征(ARDS),就像潜伏在人体呼吸系统中的 “恶魔”,悄无声息地威胁着人们的生命健康。它们以急性低氧性呼吸衰竭为典型特征,病死率居高不下。尽管多年来,科研人员在 ALI/ARDS 的流行病学、发病机制、病理生理学以及相关支持治疗方面不断探索,取得了不少进展,但有效的药物治疗方案却始终 “犹抱琵琶半遮面”,迟迟未出现。
在 ALI/ARDS 的发病过程中,众多细胞和介质纷纷 “登场”,其中肺泡上皮细胞、内皮细胞和巨噬细胞备受关注,然而气道上皮细胞却常常被忽视。实际上,气道上皮细胞作为人体抵御吸入化学物质和病原体的 “第一道防线”,在 ALI/ARDS 的发展进程中扮演着极为重要的角色。就好比一座城市的城墙,一旦城墙出现漏洞,敌人便容易长驱直入。气道上皮细胞通过紧密连接(TJs)和黏附连接(AJs)构建起一道高度协调且紧密的屏障,守护着气道的安全。而 E - 钙粘蛋白(E-cadherin)作为气道上皮的 “守护者”,不仅对维持上皮完整性至关重要,还存在一种可溶性形式(sE-cadherin),参与多种病理过程。
近年来,越来越多的研究发现,sE-cadherin 在慢性炎症性疾病患者体内水平升高,且与疾病严重程度密切相关,这表明它可能具有促炎能力。此前研究还发现,在脂多糖(LPS)诱导的 ALI 模型中,气道上皮 E-cadherin 表达下调,意味着 sE-cadherin 可能被释放。基于这些线索,广州医科大学附属第一医院等机构的研究人员敏锐地察觉到 sE-cadherin 在 ALI/ARDS 中的潜在作用,开展了一系列深入研究,相关成果意义重大,为 ALI/ARDS 的治疗开辟了新的思路。
研究人员为了深入探究 sE-cadherin 在 ALI/ARDS 中的作用,采用了多种技术方法。他们收集了 ARDS 患者和健康志愿者的血清样本,同时构建了 LPS 诱导的小鼠 ALI 模型。在实验过程中,运用 ELISA 试剂盒检测各种蛋白的水平;通过细胞培养,观察不同细胞在 sE-cadherin 处理后的变化;利用 Western blot 技术分析蛋白表达情况;采用定量 PCR 测定基因表达水平。这些技术手段相互配合,为研究提供了有力的支持。
研究结果主要体现在以下几个方面:
sE-cadherin 在 ARDS 患者血清中水平升高:研究人员收集了 27 例 ARDS 患者和 13 例健康对照者的血清样本,经检测发现,ARDS 患者血清中 sE-cadherin 水平显著高于健康志愿者。进一步分析发现,由肺内因素导致的直接 ARDS 患者,其 sE-cadherin 水平升高更为明显,但直接和间接 ARDS 患者之间无显著差异,而且 sE-cadherin 水平与 APACHE II 评分、氧合指数也无明显相关性。
LPS 诱导小鼠肺损伤伴随 sE-cadherin 释放:研究人员构建 LPS 诱导的小鼠 ALI 模型,发现 LPS 可导致小鼠体重在 3 天内迅速下降,肺泡和气道炎症在第 3 天达到高峰,多项炎症指标也呈现出相应变化。其中,sE-cadherin 水平在 LPS 刺激后逐渐升高,与肺损伤和炎症的变化趋势一致,表明 LPS 诱导的肺损伤和炎症伴随着 sE-cadherin 的释放,且第 3 天是疾病的高峰期 。
中和 sE-cadherin 减轻 LPS 诱导的肺损伤和炎症:在小鼠模型中,研究人员给予抗 sE-cadherin 单克隆抗体(DECMA-1)进行干预。结果显示,该抗体能够显著降低 BALF 中 sE-cadherin 水平,减轻气道和肺泡炎症,抑制中性粒细胞积聚、肺水肿和肺泡蛋白渗漏,同时降低 BALF 中多种炎症介质(如 HMGB1、VEGF、IL-1β、IL-6、MMP3 和 MMP9 )的水平,证明中和 sE-cadherin 可以有效减轻 LPS 诱导的肺损伤和炎症反应。
外源性 sE-cadherin 增加巨噬细胞中 VEGF 表达:体外实验中,研究人员用重组 sE-cadherin 处理不同细胞系。结果发现,在 BEAS-2B 和 A549 细胞中,sE-cadherin 并未上调一系列炎症介质的 mRNA 转录水平,但在 THP-1 衍生的巨噬细胞和人原代巨噬细胞中,sE-cadherin 可显著上调 VEGF 的表达,这表明 sE-cadherin 对不同细胞的作用存在差异,在巨噬细胞中可能通过上调 VEGF 发挥促炎作用。
VEGF/VEGFR2 是 LPS 诱导急性肺损伤的关键促炎信号:为明确 VEGF/VEGFR2 在 ALI/ARDS 中的作用,研究人员使用 VEGFR2 的药理抑制剂 ZM323881 处理 LPS 刺激的小鼠。结果显示,该抑制剂能够显著减轻肺损伤、肺水肿、中性粒细胞积聚和肺泡蛋白渗漏,同时降低 BALF 中 IL-6 和 TNF-α 的分泌,证实了 VEGF/VEGFR2 在 ALI/ARDS 中具有关键的促炎作用。
sE-cadherin 通过 VEGF/VEGFR2 诱导中性粒细胞性肺炎症:体内实验中,气管内滴注重组小鼠 sE-cadherin 后,小鼠肺部出现大量细胞和中性粒细胞浸润,BALF 中 VEGF、IL-6、IL-1β 和 TNF-α 水平升高,同时 VEGFR2 磷酸化水平增强。而给予 VEGFR2 拮抗剂 ZM323881 后,可显著减轻 sE-cadherin 诱导的中性粒细胞积聚和炎症因子释放,表明 sE-cadherin 诱导的炎症反应部分依赖于 VEGF/VEGFR2 信号通路 。
综合上述研究,研究人员得出结论:sE-cadherin 在 ALI/ARDS 患者血清中水平升高,并且在 LPS 诱导的肺损伤和中性粒细胞炎症中发挥促炎作用,这一过程部分通过 VEGF/VEGFR2 依赖的途径实现。这一发现揭示了气道上皮屏障功能与肺部炎症反应之间的紧密联系,为 ALI/ARDS 的治疗提供了新的潜在靶点和方向。通过调节 sE-cadherin 水平或干预 VEGF/VEGFR2 信号通路,有望开发出新型治疗方法,改善 ALI/ARDS 患者的病情,降低病死率。这一研究成果为 ALI/ARDS 的临床治疗带来了新的希望,也为后续相关研究奠定了坚实基础,指引着科研人员在探索 ALI/ARDS 治疗方案的道路上不断前行。
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