骨桥蛋白通过调控肠道-肺部菌群及PD-1/PD-L1通路缓解卵清蛋白诱导的哮喘

本研究揭示骨桥蛋白（OPN）通过维持肠道菌群稳态、增强肠道屏障功能并抑制PD-1/PD-L1通路，从而调节调节性T细胞（Treg）功能，缓解卵清蛋白（OVA）诱导的哮喘。通过粪菌移植（FMT）实验证实，OPN缺失导致的菌群紊乱可通过恢复有益菌（如Allobaculum）和抑制致病菌（如Desulfovibrio）改善气道炎症，为哮喘治疗提供新靶点。

　　

ABSTRACT

骨桥蛋白（OPN）作为多功能细胞因子，在哮喘中的作用机制尚不明确。研究通过对比野生型（WT）与Spp1^?/?小鼠的OVA诱导哮喘模型，发现OPN缺失导致肺部免疫细胞浸润、Th2/Th17相关因子（IL-4、IL-5、IL-13）升高及Th1/FOXP3表达下降，引发免疫失衡。肠道结构破坏和紧密连接蛋白（ZO-1、occludin）减少进一步加重肠道屏障功能障碍。16S rRNA测序显示，Spp1^?/?小鼠肠道和肺部有益菌（Bacteroidetes、Lactobacillus）减少，而致病菌（Epsilonbacteraeota、Helicobacter）富集，其中Allobaculum与IL-4负相关，与FOXP3正相关。粪菌移植（FMT）可逆转上述变化，降低IgE/IgG1水平并恢复菌群平衡。机制上，OPN缺失通过激活PD-1/PD-L1通路抑制Treg功能，而FMT通过调控菌群-免疫轴改善哮喘表型。

INTRODUCTION

哮喘作为全球3亿患者的异质性疾病，传统激素治疗存在局限性。研究聚焦OPN在哮喘中的保护作用，发现其通过调控肠道-肺部菌群互作（即“肠-肺轴”）影响免疫应答。OPN作为上皮屏障保护因子，可维持紧密连接蛋白磷酸化，但其与菌群及PD-1/PD-L1通路的关系尚未阐明。

MATERIALS AND METHODS

实验采用C57BL/6J野生型与Spp1^?/?小鼠，通过OVA致敏建立哮喘模型。评估指标包括：

1. 炎症指标：BALF中IL-4、IL-17A/F及肺组织Th1/Th2细胞因子（ELISA/qPCR）；
2. 组织病理：H&E/PAS/Masson染色评分；
3. 菌群分析：16S rRNA测序（V3-V4区）比较OTU多样性及菌属差异；
4. FMT干预：移植正常小鼠粪便菌群至Spp1^?/?小鼠，验证菌群功能。

RESULTS

1. OPN缺失加剧哮喘炎症
Spp1^?/?+OVA组BALF中IL-4升高2.1倍，肺组织GATA-3（Th2标志）表达增加，FOXP3（Treg标志）下降50%，伴显著嗜酸性粒细胞浸润（P<0.001）。

2. 肠道屏障与菌群紊乱
OPN缺失导致肠道绒毛断裂，ZO-1表达降低60%。菌群分析显示：

• 肺部：Bacteroidetes减少70%，Epsilonbacteraeota增加3倍；
• 肠道：Allobaculum下降80%，Desulfovibrio升高4倍（均P<0.01）。

3. PD-1/PD-L1通路激活
Spp1^?/?小鼠肺和肠道中PD-L1蛋白表达增加2.5倍，与FOXP3负相关（r=?0.72）。

4. FMT的修复作用
移植后，Spp1^?/?+OVA+FMT组：

• 炎症改善：IL-4下降55%，FOXP3恢复至野生型水平；
• 菌群重塑：Allobaculum回升3倍，Desulfovibrio减少65%；
• 屏障修复：occludin mRNA表达增加40%。

DISCUSSION

本研究首次阐明OPN通过“菌群-肠道-肺部”轴调控哮喘的机制：

1. 核心通路：OPN缺失→PD-1/PD-L1↑→FOXP3↓→Treg功能抑制；
2. 菌群作用：Lactobacillus和Allobaculum通过SCFAs维持免疫稳态；
3. 治疗潜力：FMT或靶向OPN-菌群互作可作为哮喘干预策略。

局限与展望

需进一步明确菌群变化与PD-1/PD-L1的因果关系，并利用宏基因组学解析功能基因。