哮喘气道重塑导致肺功能下降、症状加重和药物抵抗，但其背后的驱动机制尚未完全阐明。近日，华中科技大学同济医学院附属同济医院呼吸与危重症医学科甄国华教授团队在该领域取得重要进展。相关研究成果以“Increased Primary Cilia Contribute to Airway Epithelium Remodeling in Asthma”（初级纤毛增多促进哮喘气道上皮重塑）为题，发表于过敏领域权威期刊《Allergy》（IF：12，Q1）。
初级纤毛是细胞表面伸出的“天线”状细胞器，在感知细胞外信号、调控增殖与分化中发挥关键作用。研究团队在15例对照受试者和30例哮喘患者的气道活检标本中通过荧光染色检测纤毛标志物ARL13B的表达，发现哮喘患者气道初级纤毛阳性的上皮细胞数量较对照组显著增多(79.5 (50.6-143.9) vs. 14.4 (12.7-19.0); p<0.001)，且初级纤毛主要定位于气道上皮KRT5阳性基底细胞中。相关性分析发现，哮喘患者气道上皮初级纤毛数量与杯状细胞数量及基底膜厚度均呈显著正相关。这提示初级纤毛可能参与哮喘气道重塑和杯状细胞化生。
图1 哮喘患者气道气道上皮初级纤毛增多且与杯状细胞化生水平、基底膜厚度正相关
随后，研究团队利用气-液界面培养的人原代支气管上皮细胞进行体外细胞实验。发现2型炎症因子IL-13的刺激可显著增加初级纤毛数量(44.7 ± 6.2 vs. 8.8 ± 2.8/mm, p<0.001)，并同时诱导杯状细胞化生。然而，使用纤毛清除剂水合氯醛或敲减初级纤毛形成关键基因IFT88来清除初级纤毛，则可显著抑制IL-13诱导的杯状细胞化生。
图2 清除初级纤毛抑制IL-13诱导的人原代支气管上皮细胞杯状细胞化生
在机制层面，初级纤毛是Hedgehog、Notch等信号通路发挥作用的主场。通过Hedgehog、Notch通路激动剂干预气-液界面培养的人原代支气管上皮细胞，发现激活二者信号通路均可协同促进IL-13诱导的杯状细胞化生，而这一效应可被清除初级纤毛所阻断。该结果表明，初级纤毛可能通过激活Hedgehog、Notch信号通路，促进杯状细胞化生和气道重塑。
综上所述，本研究首次证实哮喘患者气道上皮细胞中初级纤毛的增多，并阐明其在IL-13诱导的杯状细胞化生中发挥着重要作用。初级纤毛及其相关信号通路有望成为治疗哮喘气道重塑的重要靶点。
华中科技大学同济医学院附属同济医院呼吸与危重症医学科甄国华教授为论文的通讯作者；陈功琦博士后为论文的第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、湖北省重点研发计划、国家科技重大专项及同济医院创新转化项目的资助。
作者介绍
甄国华
华中科技大学同济医学院附属同济医院呼吸与危重症医学科，教授、主任医师、博士生导师。中华医学会呼吸病学分会哮喘学组委员。
陈功琦
华中科技大学同济医学院附属同济医院全科医学科博士后。
特别感谢甄国华、陈功琦医生给《呼吸界》的投稿！
* 文章仅供医疗卫生相关从业者阅读参考
本文完
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