LOXL2通过TGF-β1/Smad通路介导嗜酸性慢性鼻窦炎伴鼻息肉的组织重塑机制研究

本研究针对嗜酸性慢性鼻窦炎伴鼻息肉（eCRSwNP）的组织重塑机制不明问题，通过蛋白质组学分析发现LOXL2在eCRSwNP患者鼻上皮中特异性高表达，实验验证其通过激活TGF-β1/Smad信号通路促进上皮间质转化（EMT），为靶向LOXL2的抗重塑治疗提供了理论依据。

　　

慢性鼻窦炎伴鼻息肉（CRSwNP）是一种常见的炎症性疾病，其特征是持续的黏膜炎症，导致鼻塞、嗅觉丧失和反复鼻窦感染等症状。根据组织中嗜酸性粒细胞浸润程度的不同，CRSwNP可分为嗜酸性（eCRSwNP）和非嗜酸性（neCRSwNP）两种亚型。其中，eCRSwNP具有更严重的临床表现和慢性病程，主要由强烈的嗜酸性粒细胞浸润和辅助性T细胞2（Th2）免疫反应驱动。近年来，组织重塑特别是上皮间质转化（EMT）在eCRSwNP发病和进展中的关键作用日益受到关注。EMT表现为上皮标志物的丢失和间质特征的获得，导致鼻黏膜的结构重塑和功能受损。然而，eCRSwNP中组织重塑的分子机制尚不清楚，限制了对该疾病的有效治疗。

为了深入探索eCRSwNP的分子机制，识别疾病进展中的关键蛋白至关重要。传统方法如组织学和基因表达谱分析虽能提供有价值的信息，但往往无法全面捕捉疾病的复杂性。蛋白质表达与细胞功能和疾病表型密切相关，因此蛋白质组学成为理解eCRSwNP分子基础的理想方法。先前的研究已通过蛋白质组学在哮喘和eCRSwNP中识别出一些生物标志物，但针对eCRSwNP上皮重塑分子基础的无偏倚组织蛋白质组学研究仍较为缺乏。

在这项发表于《World Allergy Organization Journal》的研究中，Changcan Jiang、Xiaoqiong Wang、Ruoqi Li、Liyan Ni和Xuejun Liu团队采用无偏倚的发现阶段组织蛋白质组学方法，假设eCRSwNP鼻黏膜中失调的蛋白质驱动EMT相关重塑。他们通过标记自由定量蛋白质组学在发现队列中进行分析，随后在独立队列中进行验证和正交实验，旨在识别和验证与重塑相关的候选蛋白，并为未来的治疗靶点提供机制线索。

研究主要采用了以下关键技术方法：1）基于组织嗜酸性粒细胞计数的eCRSwNP和neCRSwNP患者分组（发现队列8例/组，验证队列30例/组）；2）液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）蛋白质组学分析；3）Western blot（WB）和定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）验证蛋白和mRNA表达；4）免疫荧光定位蛋白表达；5）原代人鼻上皮细胞（HNECs）培养及重组蛋白刺激实验；6）酶联免疫吸附测定（ELISA）检测分泌蛋白浓度。

Proteomic landscape reveals distinct molecular signatures in eCRSwNP

蛋白质组分析显示，eCRSwNP组与neCRSwNP组和对照组相比存在显著的蛋白质表达差异。主成分分析（PCA）显示三组间明显分离。火山图分析识别出359个在eCRSwNP与对照组之间显著失调的蛋白质，以及108个在eCRSwNP与neCRSwNP之间显著失调的蛋白质。交叉比较两组分析中的前50个差异表达蛋白（DEPs）后，确定了4个核心候选调节因子——LOXL2、CRTH2、SPP1和CHL1。

LOXL2 is enriched in nasal epithelium and correlates with tissue eosinophilia in eCRSwNP

在独立验证队列中，WB和免疫荧光证实LOXL2、CRTH2和SPP1在eCRSwNP组中显著上调，且LOXL2主要定位于鼻上皮区域。qRT-PCR显示eCRSwNP组织中LOXL2 mRNA水平显著升高。Spearman相关分析表明LOXL2表达与鼻息肉组织中的嗜酸性粒细胞浸润呈强正相关。ROC曲线分析证明LOXL2在区分CRSwNP内型方面具有高诊断价值。

IL-4/IL-13 upregulates LOXL2 expression and secretion in HNECs

用重组IL-4和IL-13蛋白刺激HNECs后，免疫荧光和WB分析显示细胞内LOXL2表达显著增强，ELISA检测显示细胞培养上清液中LOXL2浓度显著升高，表明Th2相关细胞因子促进鼻上皮细胞中LOXL2的表达和分泌。

LOXL2 drives tissue remodeling via TGF-β1/smad pathway activation

qRT-PCR证实eCRSwNP组中波形蛋白（vimentin）、α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）和N-钙黏蛋白（N-cadherin）的mRNA水平上调，且这些重塑标志物的表达与LOXL2 mRNA表达呈强正相关。用重组LOXL2蛋白刺激HNECs后，WB显示间质标志物表达上调和Smad2/3磷酸化激活。使用TGF-β1/Smad通路抑制剂LY364947共处理后，有效抑制了LOXL2诱导的间质标志物上调和Smad2/3磷酸化。

研究结论表明，该研究揭示了eCRSwNP中疾病特异性的蛋白质表达谱，并强调LOXL2作为上皮重塑的关键调节因子。LOXL2在eCRSwNP患者的鼻上皮中选择性上调，与嗜酸性粒细胞浸润和组织重塑密切相关。功能实验证实LOXL2通过激活TGF-β1/Smad信号通路促进上皮重塑，该效应可通过通路抑制被有效抑制。这些发现增强了对eCRSwNP分子机制的理解，并表明LOXL2作为内型特异性治疗策略的潜在靶点。

讨论部分进一步指出，LOXL2在上皮细胞、内皮细胞和巨噬细胞中广泛表达，在组织重塑和炎症过程中起关键作用。Th2型细胞因子可通过激活STAT6信号通路诱导LOXL2表达，促进嗜酸性粒细胞浸润和气道重塑。本研究证实LOXL2在eCRSwNP患者中显著上调，主要位于鼻上皮区域，其mRNA表达水平与组织嗜酸性粒细胞计数正相关，提示LOXL2可能在介导鼻黏膜局部嗜酸性炎症中发挥作用。此外，LOXL2刺激可诱导人鼻上皮细胞中间质标志物的上调，表明LOXL2可能促进上皮间质转化（EMT），从而参与鼻黏膜的结构重塑。TGF-β1/Smad信号通路在组织重塑中起核心作用，本研究证明LOXL2通过该通路驱动上皮重塑，抑制剂实验证实了该通路的参与。除了激活TGF-β1/Smad通路外，LOXL2还可能与其他炎症和重塑通路相互作用，如通过细胞外基质成分的交联导致组织硬化，以及调节STAT6依赖性2型炎症反应。这些发现突出了LOXL2在eCRSwNP发病机制中的潜在核心作用，支持了靶向LOXL2或其下游信号成分的治疗潜力。