CD39调控哮喘气道炎症和气道高反应性的作用及机制研究

哮喘时调节性T细胞（Treg）存在数目和功能异常，但机制尚未阐明。研究证实，哮喘时肺内三磷酸腺苷（ATP）浓度增加，而高浓度ATP促进Treg凋亡；肥大细胞浸润至平滑肌束是气道高反应性的重要机制，而ATP促进肥大细胞的活化和趋化。Treg高水平表达外核苷酸酶CD39，可水解胞外ATP至腺苷。目前认为，CD39介导的胞外ATP浓度下降和生成的腺苷对CD4+T细胞的抑制作用是Treg免疫调控的重要机制，且腺苷可抑制肥大细胞的活化和趋化。我们假设：CD39表达或功能缺陷是哮喘时Treg上述异常的可能机制。为此，我们将建立正常和CD39基因缺陷小鼠的哮喘模型，观察外源性CD39和CD39+Treg对ATP/腺苷比值以及气道炎症和气道反应性的影响；观察哮喘患者外周血中CD39+Treg的数目和功能；并探讨CD39对ATP诱导的肥大细胞活化和趋化功能的影响，从而明确CD39在哮喘发病中的作用。

哮喘时调节性T细胞（Treg）数量和功能异常，但机制未明。已经证实，胞外核苷酸酶CD39高表达于Treg，可水解ATP至腺苷。CD39介导的胞外ATP浓度下降和生成的腺苷对CD4+T细胞的抑制作用是Treg免疫调控的重要机制，且腺苷可抑制肥大细胞的活化和趋化。因此假设：CD39表达或功能缺陷是哮喘时Treg异常的可能机制。我们研究发现，①哮喘小鼠肺组织内CD39表达下降，CD39抑制剂ARL67156干预哮喘小鼠能加重气道炎症和气道高反应性，而给予三磷酸腺苷双磷酸酶Apyrase预处理能降低ARL67156加重的哮喘特征。通过CD39基因敲除小鼠也进一步证实，CD39表达缺陷加重哮喘气道炎症和气道高反应性。这些结果提示，CD39表达不足或缺陷是哮喘特征发生的重要原因。②过敏性哮喘小鼠脾单个核细胞中CD4+Foxp3+Treg数量明显减少。外源性补充CD4+Foxp3+Treg可抑制哮喘小鼠气道炎症和气道高反应性。与CD4+CD39-Foxp3+Treg相比，CD4+CD39+Foxp3+Treg对哮喘特征具有更强的抑制功能。这些结果提示，CD39介导了CD4+Foxp3+Treg发挥抑制哮喘气道炎症和气道高反应性的作用。③Th2细胞因子（白介素-4和13）可刺激气道平滑肌细胞分泌更多的ATP，并由此上调人肥大细胞系（HMC-1细胞）的趋化水平。ATP可增强HMC-1细胞表面趋化因子受体CXCR3的表达，且Th2细胞因子刺激可增强其趋化因子配体CXCL10的分泌水平。ATP介导的这一效应可被CD39部分拮抗。这些结果提示，ATP促进肥大细胞的趋化水平，CD39可通过酶解ATP参与调控肥大细胞浸润入气道平滑肌束的过程。基于上述研究，我们证实CD39/ATP轴是调控哮喘气道炎症和气道高反应性的重要机制，CD39可能是哮喘防治的关键靶点。