气道平滑肌Claudin-1表达加速哮喘患者气道重构

2011/08/11

   摘要
   背景:气道平滑肌(ASM)体积增加是气道重构和哮喘发展的一个重要组成,目前尚未有针对气道重构的特异性治疗。紧密连接(TJ)蛋白是表达在上皮和内皮的一类蛋白,能影响组织的完整性。但TJ可能同样存在于其他类型细胞中,在哮喘患者肺部具有其他的作用。
   目的:本试验旨在研究哮喘患者ASM中TJ的存在、调节和功能。
   方法:采用RT-PCR、多光谱成像流式细胞仪、免疫组化、western blot、5-(和- 6)-羧基荧光素二醋酸琥珀酰亚胺酯染色、氚化胸腺嘧啶掺入、伤口愈合实验和荧光法微阵列检测原代ASM细胞株、人支气管活检标本和鼠哮喘模型中TJ蛋白的表达和功能。
   结果:哮喘患者和哮喘样气道炎症小鼠模型中,ASM的claudin-1表达增加。IL-1β和TNF-α能上调claudin-1表达,但Th2细胞因子(IL-4和IL-13)能下调人ASM细胞中的claudin-1表达。claudin-1定位于ASM的细胞核和细胞胞浆,但细胞表面无表达。claudin-1在ASM细胞增殖中起到了重要作用,因为claudin-1过表达的ASM细胞增殖显著增加,而采用claudin-1小干扰RNA处理后的ASM增殖显著降低。claudin-1过表达能诱导ASM细胞内血管内皮生长因子表达,下调IL-6、IL-8和IFN-γ诱导的蛋白10的产生。地塞米松能抑制IL-1β或TNF-α诱导的claudin-1上调,但雷帕霉素、FK506和沙丁胺醇无此作用。
   结论:这些结果显示,对于哮喘患者,claudin-1通过调节ASM细胞增殖、血管形成和炎症,在气道重构中起到了重要作用。

                                                            (刘国梁 审校)
                      J Allergy Clin Immunol. 2011 Jun;127(6):1612-1621.e8.



Claudin-1 expression in airway smooth muscle exacerbates airway remodeling in asthmatic subjects.

Fujita H, Chalubinski M, Rhyner C, Indermitte P, Meyer N, Ferstl R, Treis A, Gomez E, Akkaya A, O’Mahony L, Akdis M, Akdis CA.

Source
Swiss Institute of Allergy and Asthma Research (SIAF), University of Zurich, Davos, Switzerland; Christine Kühne Center for Allergy Research and Education (CK-CARE), Davos, Switzerland.

Abstract

BACKGROUND: Increased airway smooth muscle (ASM) mass is an essential component of airway remodeling and asthma development, and there is no medication specifically against it. Tight junction (TJ) proteins, which are expressed in endothelial and epithelial cells and affect tissue integrity, might exist in other types of cells and display additional functions in the asthmatic lung.
OBJECTIVE: The aim of this study was to investigate the existence, regulation, and function of TJ proteins in ASM in asthmatic patients. 
METHODS: The expression and function of TJ proteins in primary ASM cell lines, human bronchial biopsy specimens, and a murine model of asthma were analyzed by means of RT-PCR, multispectral imaging flow cytometry, immunohistochemistry, Western blotting, 5-(and-6)-carboxyfluorescein diacetate succinimidyl ester staining, tritiated thymidine incorporation, wound-healing assay, and luminometric bead array.
RESULTS: Increased claudin-1 expression was observed in ASM of asthmatic patients, as well as in a murine model of asthma-like airway inflammation. Whereas IL-1β and TNF-α upregulated claudin-1 expression, it was downregulated by the T(H)2 cytokines IL-4 and IL-13 in primary human ASM cells. Claudin-1 was localized to the nucleus and cytoplasm but not to the cell surface in ASM cells. Claudin-1 played a central role in ASM cell proliferation, as demonstrated by increased ASM cell proliferation seen with overexpression and decreased proliferation seen with small interfering RNA knockdown of claudin-1. Overexpression of claudin-1 induced vascular endothelial growth factor and downregulated IL-6, IL-8, and IFN-γ-induced protein 10 production by ASM cells. Claudin-1 upregulation by IL-1β or TNF-α was suppressed by dexamethasone but not by rapamycin, FK506, or salbutamol.
CONCLUSION: These results demonstrate that claudin-1 might play a role in airway remodeling in asthmatic patients by means of regulation of ASM cell proliferation, angiogenesis, and inflammation.

J Allergy Clin Immunol. 2011 Jun;127(6):1612-1621.e8.


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