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为探究 Myristoylated Alanine Rich C Kinase Substrate(MARCKS)蛋白在马哮喘中的作用,研究人员以健康和哮喘马为对象开展研究。结果发现,哮喘马支气管肺泡灌洗(BAL)细胞中 MARCKS 蛋白水平升高,抑制 MARCKS 可减弱相关细胞的呼吸爆发。这为治疗严重嗜中性哮喘提供了新方向。
在呼吸疾病的研究领域,哮喘始终是一个备受关注的难题。哮喘作为一种慢性炎症性气道疾病,影响着全球数百万人的健康。目前常用的啮齿动物模型,虽然在一定程度上帮助人们了解哮喘的病理生理学,但存在诸多局限性,比如小鼠不会自发患哮喘,且其肺结构、气道炎症分布等与人类差异较大,难以很好地模拟人类哮喘的全貌,尤其是非过敏性、非嗜酸性或对类固醇反应不佳的哮喘类型。因此,寻找更合适的动物模型来深入研究哮喘,成为科研人员亟待解决的问题。
在这样的背景下,北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)等机构的研究人员开展了一项重要研究。他们将目光聚焦于马,因为马会自发患上哮喘,且严重马哮喘(sEA)的下气道炎症以嗜中性粒细胞为主,这使其成为研究人类严重嗜中性哮喘的潜在理想模型。研究人员假设,MARCKS 蛋白在马哮喘中会发挥重要作用,即哮喘马的支气管肺泡灌洗(BAL)细胞中 MARCKS 蛋白会增加,并且用特定抑制剂肽 Myristoylated N-terminal Sequence(MANS)在体外抑制 MARCKS,能够减少细胞因子产生和呼吸爆发。该研究成果发表在《Respiratory Research》上。
研究人员为开展此项研究,运用了多个关键技术方法。首先,他们从两个不同的马群体获取样本,包括北卡罗来纳州立大学的教学马和客户转诊的马,以及马呼吸道组织库(ERTB)的样本。然后,对这些样本进行支气管肺泡灌洗,收集 BAL 细胞。通过细胞涂片离心和染色进行细胞学分析,同时制备细胞裂解物,运用免疫印迹(Immunoblotting)和酶联免疫吸附测定(ELISA)等技术检测 MARCKS 蛋白水平。此外,还分别分离肺泡巨噬细胞和外周血嗜中性粒细胞,进行体外刺激实验,以探究 MARCKS 抑制对细胞功能的影响。
研究结果具体如下:
- MARCKS 蛋白在哮喘马 BAL 细胞中增加:研究人员对两个马群体进行分析,发现与健康马相比,患有轻度 / 中度和严重哮喘的马 BAL 细胞裂解物中,标准化的 MARCKS 蛋白水平显著升高。在群体 A 中,健康马与轻度 / 中度哮喘(mEA)、严重哮喘(sEA)马之间存在差异;在群体 B 中,健康马与 sEA 马之间也有明显差异。免疫印迹结果进一步证实,哮喘马 BAL 样本中总 MARCKS 蛋白表达增加,但磷酸化 MARCKS(phospho - MARCKS)在样本中似乎并未增加。
- MANS 肽对细胞因子分泌和 ROS 产生的影响不同:研究人员以酵母聚糖(zymosan)刺激肺泡巨噬细胞,发现 MANS 肽处理对细胞培养上清液中肿瘤坏死因子 α(TNFα)和白细胞介素 - 8(IL - 8)水平没有显著影响,尽管酵母聚糖能诱导这两种细胞因子的大量产生。然而,MANS 肽却能以浓度依赖的方式显著减弱酵母聚糖刺激的肺泡巨噬细胞和外周血嗜中性粒细胞的活性氧(ROS)产生。
在研究结论和讨论部分,此次研究意义重大。这是首次在自然发生的大型动物严重嗜中性哮喘模型中,发现气道灌洗细胞中 MARCKS 蛋白水平升高。虽然此前有研究未发现 MARCKS 在哮喘中差异表达,但那些研究大多分析的是 BALF 上清液,而 MARCKS 是细胞内蛋白。此次研究中,在群体 B 中发现标准化 MARCKS 水平与 BALF 中嗜中性粒细胞百分比呈显著正相关,这进一步支持了 MARCKS 在哮喘病理中的作用。
此外,虽然 MANS 肽对细胞因子分泌的影响与以往研究不同,可能是由于细胞刺激方法不同导致。但 MANS 肽能有效抑制 ROS 产生,这一发现意义非凡。因为 ROS 在哮喘的发病机制中起着关键作用,与气道炎症、气道高反应性、组织损伤和重塑密切相关。所以,靶向 MARCKS 来抑制 ROS 产生,有望成为治疗严重嗜中性哮喘的新策略。未来,研究人员还计划进一步研究 MARCKS 在哮喘病理生理学中的作用,包括在呼吸上皮细胞中的水平变化,以及进行体内研究,观察雾化 MARCKS 抑制剂肽对哮喘临床症状、气道黏液和炎症的影响。
综上所述,该研究为理解哮喘的发病机制提供了新的视角,为开发治疗严重嗜中性哮喘的新方法奠定了重要基础,为全球哮喘患者带来了新的希望。