《Toxicology and Applied Pharmacology》：mTOR mediates airway epithelial E-cadherin disruption in toluene diisocyanate-induced asthma
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mTOR信号通路通过调控E-cadherin表达影响TDI诱导哮喘的气道上皮功能障碍，rapamycin治疗可缓解炎症并恢复细胞粘附功能。
林福|陈立昌|彭贤如|杨长云|孙家敏|陈泽民|甘苏丹|李世月|唐海雄|林一丹|姚丽红
中国广东省广州市广州医科大学附属第一医院，国家呼吸医学中心，国家呼吸系统疾病临床研究中心，呼吸健康研究所，呼吸系统疾病国家重点实验室，肺与重症监护医学科
摘要
E-钙粘蛋白是维持气道上皮完整性的关键粘附连接蛋白。在哮喘患者中，E-钙粘蛋白的表达通常下调。mTOR（哺乳动物雷帕霉素靶蛋白）是代谢的中心调节因子，与哮喘的发病机制有关。本研究旨在阐明mTOR信号通路在甲苯二异氰酸酯（TDI）诱导的哮喘中对气道上皮E-钙粘蛋白功能障碍的作用。雄性BALB/c小鼠和体外培养的气道上皮细胞系BEAS-2B被暴露于TDI以建立模型，并用mTOR信号通路的抑制剂雷帕霉素进行处理。我们观察到TDI处理的小鼠和培养的上皮细胞中mTOR及其下游分子p70s6k的磷酸化水平升高，表明mTOR信号通路被激活。在体内实验中，雷帕霉素处理显著缓解了TDI诱导的气道高反应性，减少了气道中的中性粒细胞和嗜酸性粒细胞数量，并抑制了支气管肺泡灌洗液（BALF）中IL-4、IL-5和IL-17的释放，提示mTOR在TDI诱导的哮喘发展中起核心作用。此外，TDI诱导的肺部E-钙粘蛋白表达下调也被雷帕霉素显著恢复，同时可溶性E-钙粘蛋白（sE-钙粘蛋白）的产生减少，后者是E-钙粘蛋白破坏和上皮损伤的标志物。在培养的气道上皮细胞中也观察到了类似的结果。综上所述，我们的数据表明mTOR介导了TDI诱导的哮喘中的气道上皮E-钙粘蛋白破坏。
部分摘要
背景
哮喘是一种异质性的慢性气道炎症疾病（Porsbjerg等人，2023年）。全球约有10%的成年人患有哮喘，且过去几十年的患病率持续上升，尤其是在发达国家（Barnes，2018年；Komlósi等人，2022年）。甲苯-2,4-二异氰酸酯（TDI）是工业化社会中常见的呼吸道致敏剂，它不仅会直接引发哮喘，还会加重已有的哮喘症状（Tarlo和Lemiere，2014年）。
抗体和试剂
甲苯-2,4-二异氰酸酯（TDI）购自成都艾克试剂公司（中国成都）。用于检测IL-4、IL-5、IL-13、IL-17和sE-钙粘蛋白的小鼠ELISA试剂盒购自Elabscience生物技术有限公司（中国武汉）。兔抗E-钙粘蛋白抗体购自Proteintech集团（美国芝加哥）。兔抗mTOR和兔抗p70s6k抗体购自ABclonal技术公司（中国武汉）。兔抗磷酸化mTOR（Ser2448）和抗磷酸化p70s6k（Thr389）抗体也用于实验。
TDI诱导的哮喘模型中mTOR信号通路被激活
为了确认mTOR在TDI诱导的哮喘中是否被过度激活，我们首先检测了TDI处理小鼠肺部磷酸化mTOR（Ser2448）和磷酸化p70s6k（Thr389）的水平，这两种指标均可反映mTOR信号通路的激活状态（Artemenko等人，2022年；Konieczny等人，2022年）。Western blot结果显示，TDI致敏和刺激导致小鼠肺部mTOR（Ser2448）和p70s6k（Thr389）的磷酸化显著增加（图1B-D）。
讨论
在这项研究中，我们首次证明了mTOR在TDI诱导的哮喘中介导气道上皮E-钙粘蛋白的破坏。TDI是一种广泛存在于工业区的化学物质，是严重哮喘的主要致病因素。它会引起以中性粒细胞浸润为主、嗜酸性粒细胞数量较少的混合性粒细胞气道炎症，这种炎症通常对皮质类固醇治疗不敏感（Chen等人，2019年；Deng等人，2021a年；Prueitt等人，
作者贡献声明
林福：撰写初稿，实验设计。
陈立昌：方法学研究，概念构思。
彭贤如：实验设计，数据分析。
杨长云：方法学研究，数据管理。
孙家敏：数据验证。
陈泽民：数据管理。
甘苏丹：数据管理。
李世月：项目管理。
唐海雄：数据可视化。
林一丹：监督指导，项目管理，资金筹集。
姚丽红：撰写修订，资金筹集，概念构思。
资助
本研究得到了广东省科技计划市校联合资助项目（2025A03J4310）、广东省自然科学基金（2024A1515012955）、呼吸系统疾病国家重点实验室的资助（SKLRD-Z-202325）、广州罕见呼吸系统疾病诊断与治疗中心项目、广州国家重点实验室重大项目（GZNL2024A02005、GZNL2023A03003）以及广东省重点研发计划项目（2023B111105006）的支持。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
