frontier-banner
前沿速递
首页>前沿速递>

American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine | IL-13诱导的气道上皮重塑及其在重度哮喘中的作用

American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine | IL-13诱导的气道上皮重塑及其在重度哮喘中的作用
--

小赛推荐:

该研究揭示了IL-13在重度哮喘气道上皮重塑中的关键作用,并评估了抗IL-4Ra单克隆抗体dupilumab在体外模型中部分逆转IL-13诱导的黏蛋白增加和纤毛减少的能力。

 

文献概述
本文《Increased Muc5AC and Decreased Ciliated Cells in Severe Asthma Partially Restored by Inhibition of IL-4Ra Receptor》,发表于《American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine》杂志,回顾并总结了重度哮喘患者气道上皮中Muc5AC黏蛋白的显著增加和纤毛细胞减少现象,并进一步探讨了抗IL-4Ra单克隆抗体dupilumab对这些变化的体外干预效果。

背景知识
哮喘是一种慢性气道疾病,其特征包括气道阻塞、炎症及气道重塑。重度哮喘患者中,气道重塑涉及上皮增厚、黏液杯状细胞化生、纤毛减少及平滑肌增生,最终导致慢性气流受限。Type-2(T2)炎症在哮喘中由Th2细胞因子如IL-4、IL-5和IL-13驱动,这些因子参与黏液分泌、杯状细胞增生及气道高反应性。尽管已有针对T2炎症的生物制剂,如dupilumab,但其对气道重塑的机制影响尚未完全阐明。该研究通过体外气液界面(ALI)培养模型,系统评估IL-13对气道上皮的影响及dupilumab对这些变化的逆转作用,为重度哮喘的治疗提供新的机制见解。

 

提供基因敲除小鼠模型服务,适用于研究基因在气道重塑及炎症中的功能。适用于哮喘、慢性阻塞性肺病、过敏性肺炎等呼吸系统疾病研究。

 

研究方法与实验
研究纳入51名参与者,包括22名重度哮喘、11名非重度哮喘和18名健康对照。所有参与者均接受支气管镜活检和刷取样,评估黏蛋白(Muc5AC、Muc5B)和纤毛相关基因(Foxj1、SPAG6、DNALI1、RFX3、TEKT2)的表达。此外,利用体外气液界面(ALI)培养健康和哮喘患者的支气管上皮细胞,加入IL-13(5或50 ng/ml)或dupilumab,观察其对黏液分泌、纤毛生成、纤毛摆动频率(CBF)及上皮电阻(TEER)的影响。

关键结论与观点

  • 重度哮喘患者气道活检中Muc5AC表达显著增加,而纤毛细胞(Foxj1+)明显减少,RNA测序进一步确认这一趋势,并发现纤毛相关基因(SPAG6、DNALI1、Foxj1)的表达降低。
  • IL-13在体外ALI培养中显著增加Muc5AC表达并减少纤毛生成,降低纤毛摆动频率(CBF)和上皮电阻(TEER),表明IL-13在气道重塑中的关键作用。
  • Dupilumab在IL-13处理的ALI培养中部分恢复纤毛生成,健康供体和哮喘患者的纤毛表达分别增加67.5%和32.5%,同时CBF恢复,但Muc5AC的表达未显著下降。
  • 研究还发现,重度哮喘患者的气道重塑指标与T2生物标志物(如FENO、血嗜酸性粒细胞)存在显著相关性,提示T2炎症在气道重塑中的驱动作用。

研究意义与展望
该研究为IL-13在哮喘气道重塑中的机制提供了新的实验支持,并揭示了dupilumab在体外对纤毛恢复的部分作用,但对黏液表达影响有限。未来研究需进一步评估dupilumab在体内模型中的长期作用,并结合多组学分析以揭示气道重塑的其他潜在调控机制。此外,探索其他靶向IL-13信号通路的生物制剂可能为重度哮喘提供更优的治疗策略。

 

提供全人源化抗体小鼠模型,支持哮喘相关免疫反应研究。适用于开发高亲和力、低免疫原性的抗体药物,促进哮喘靶点验证和治疗研究。

 

结语
该研究系统性地评估了IL-13在重度哮喘气道重塑中的作用,并测试了dupilumab在体外对IL-13诱导的黏液和纤毛异常的逆转效果。研究发现,重度哮喘患者气道上皮中Muc5AC表达增加,纤毛相关基因减少,而IL-13在体外能够模拟这些变化。Dupilumab在ALI培养中部分恢复纤毛生成和CBF,但对Muc5AC的表达影响有限。这些结果提示IL-13在气道重塑中具有重要作用,而dupilumab可能通过抑制IL-4Ra受体在部分机制中发挥作用。该研究为未来哮喘治疗中靶向气道重塑提供了实验依据,并提示需进一步研究IL-13Ra2等其他信号通路的作用,以开发更有效的治疗策略。此外,该研究的体外模型为哮喘气道上皮研究提供了标准化方法,有助于评估生物制剂对气道上皮的直接作用。

 

文献来源:
Jonathan Boomer, Jiwoong Choi, Alexander Alsup, Kenneth B Schechtman, and Mario Castro. Increased Muc5AC and Decreased Ciliated Cells in Severe Asthma Partially Restored by Inhibition of IL-4Rα Receptor. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine.
蛋白质设计
RFdiffusion 是一种开源的结构生成方法,无论是否包含条件信息(一个基序、目标等)。类似于根据用户指定的输入生成图像的网络,RFdiffusion 能够根据简单的分子规范设计出多样的、复杂的、功能性的蛋白质。
0