维生素A调控Notch信号通路在哮喘气道上皮基底细胞分化中的作用及机制研究

Chronic airway inflammatory in asthma leads to the damage of airway epithelium integrity. Glucocorticoid as the primary drug can effectively control airway inflammation, but cannot reverse the airway epithelial injury, even inhibit the repair. The process leads to airway remodeling and asthma attacks repeatedly. Notch signaling pathway regulates the differentiation of basal cells (BCs) into ciliated epithelial/mucous cells in airway, and plays an important role in the repair of airway injury. This topic is based on clinical and takes the Notch signaling pathway which is related to cell differentiation as key point to research the following contents: 1. Exploring the unbalance of Notch signaling on the ciliated epithelial/mucus cells differentiation in the airway epithelium of asthma; 2. Vitamin A regulating the differentiation direction of BCs through Notch signaling pathway to maintain the structural and functional integrity of airway epithelium. Based on the current traditional treatment of asthma, this study further studies the role and mechanism of vitamin A in the repair of airway epithelial injury, and Provides the new therapeutic target for asthma. Then it has important theoretical significance and clinical value.

哮喘气道慢性炎症导致了气道上皮完整性的破坏，而糖皮质激素作为哮喘的一线药物虽然能够有效控制气道炎症，但却不能逆转气道上皮损伤，甚至抑制了气道上皮损伤后修复，最终导致气道重塑，哮喘反复发作。而Notch信号通路调控基底细胞向纤毛上皮/黏液细胞分化方向，在气道上皮损伤后修复中起着至关重要的作用。本课题立足临床，以气道上皮为研究对象，以与细胞分化调控密切相关的Notch信号通路为切入点进行以下研究：1）探究哮喘气道上皮中存在Notch信号通路介导的纤毛上皮/黏液细胞分化失衡；2）维生素A调控Notch信号通路逆转基底细胞的分化方向，维持气道上皮结构和功能完整性。本课题在目前哮喘传统治疗基础上进一步对维生素A在气道上皮损伤后修复中的作用及机制进行研究，为哮喘防治提供新的治疗靶点，具有重要的理论意义和临床实用价值。

哮喘气道慢性炎症导致了气道上皮完整性的破坏，而糖皮质激素作为哮喘的一线药物虽然能够有效控制气道炎症，但却不能逆转气道上皮损伤，甚至抑制了气道上皮损伤后修复，最终导致气道重塑，哮喘反复发作。Notch信号通路能够调控纤毛上皮细胞及黏液细胞的分化方向，在气道上皮损伤后修复中起着至关重要的作用，而维生素A（VA）具有维持细胞膜的稳定性和上皮细胞结构和功能的完整性。因此课题探究了哮喘气道上皮中存在着Notch信号通路的失衡，气道上皮结构受损；VA通过抑制哮喘气道上皮Notch信号通路激活，促进纤毛上皮细胞表达，从而维持气道上皮结构和功能的完整性。本课题通过动物实验及细胞实验，验证了哮喘小鼠气道上皮完整性被破坏，纤毛受损，黏液分泌增多，纤毛上皮细胞特征因子Ac-TUB和FOXJ1表达降低，黏液细胞特征性因子MUC5AC表达增多，而VA逆转了Ac-TUB和FOXJ1的表达，促进纤毛细胞损伤修复，维持气道上皮完整性，但对MUC5AC表达的影响不大；在人支气管上皮细胞（16HBE）中，全反式维甲酸（ATRA）也促进了Ac-TUB和FOXJ1的表达。课题进一步证实，在哮喘小鼠及HDM处理的16HBE细胞中，存在着Notch信号通路的失衡，通路因子Notch1、NICD、HES1的表达升高，予以VA/ATRA干预后通路因子表达降低。我们通过构建过表达Notch1质粒及Notch1基因过表达腺相关病毒的过表达模型，进一步验证了哮喘中存在着Notch信号通路的失衡及VA对Notch信号通路的抑制作用，过表达Notch1后可以进一步降低Ac-TUB和FOXJ1的表达，而VA干预后，可部分逆转其降低，提示VA可通过Notch信号通路调控纤毛上皮细胞的表达从而促进气道上皮的修复。本课题在目前哮喘传统治疗基础上进一步对VA在气道上皮损伤后修复中的作用及机制进行研究，这一研究结果为哮喘防治提供新的治疗靶点，具有重要的理论意义和临床实用价值。