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血管生成素与tRNA片段水平变化与重症哮喘的关联研究及其病理机制探索
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月30日 来源:Scientific Reports 3.8
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哮喘作为一种复杂的炎症性疾病,其重症表型的分子机制尚不明确。Rosario国立大学等机构的研究团队通过分析痰液和血液样本,发现血管生成素(ANG)在重症哮喘患者循环白细胞中显著上调,而tRNA来源片段(5'-tRH Glu/Gly)在胞外区室呈现组织特异性表达模式。该研究揭示了ANG/tRHs轴在应激响应和糖皮质激素抵抗中的调控作用,为哮喘分型提供了新型生物标志物。
哮喘是全球范围内影响约3亿人的慢性炎症性疾病,其重症患者占5-10%却消耗大量医疗资源。当前临床面临两大困境:传统生物标志物如血液嗜酸性粒细胞和IgE对重症分型缺乏特异性;约30%患者出现糖皮质激素(GC)治疗抵抗。近年研究发现,血管生成素(ANG)及其切割产生的tRNA片段(tRFs)在细胞应激响应中起关键作用,但它们在哮喘病理中的作用仍是未解之谜。
Rosario国立大学联合比利时根特大学医院的研究团队,通过多中心队列研究和体外实验,首次系统评估了ANG和tRHs在哮喘中的表达特征。研究纳入40名受试者(13名健康对照,14名轻中度哮喘和13名重症哮喘),采集痰液和血液样本进行分子分析。关键技术包括:基于人类生物流体RNA图谱的生物信息学筛选、茎环RT-qPCR定量tRHs、THP-1巨噬细胞柴油颗粒(DEP)增强的过敏原刺激模型,以及小鼠气道炎症模型的免疫组化验证。
结果部分揭示重要发现:
系统性生物标志物局限性
痰液嗜酸性粒细胞比例是唯一能区分轻中度与重症哮喘的指标,血液嗜酸性粒细胞与痰液数据无相关性,证实现有标志物的诊断局限性。
ANG/tRHs表达特征
循环白细胞中ANG mRNA在重症患者升高2.3倍,且与痰液嗜酸细胞浸润正相关。Western blot显示ANG蛋白主要存在于胞外。5'-tRH Gly(tRF-30-PNR8YP9LON4V)在重症患者痰液上清中显著升高,而5'-tRH Glu(tRF-32-87R8WP9N1EWJM)在血浆普遍下调,提示组织特异性分泌机制。
体外模型验证
DEP处理的THP-1巨噬细胞中,ANG表达上调3倍,胞外tRHs水平增加,与患者数据高度一致。短时间(4-12小时)处理即能诱导tRHs释放,证实环境污染物对tRNA切割的快速影响。
肾上腺轴关联分析
重症患者血浆皮质醇降低40%,肺组织糖皮质激素受体(GR)表达与tRHs水平呈负相关(R=-0.62),提示ANG/tRHs轴可能通过调控GR敏感性参与GC抵抗。小鼠模型显示DEP暴露导致肺GR表达下调,与人类数据相互印证。
讨论与意义
该研究首次建立ANG/tRHs与哮喘严重程度的关联图谱,提出三重创新观点:1)痰液5'-tRH Gly可能成为重症哮喘的无创诊断标志物;2)胞外tRHs的组织特异性分布暗示其作为"分子信号"的跨组织通讯功能;3)环境污染物通过ANG激活加剧气道炎症的分子机制。
研究局限性在于样本量较小,且tRHs的具体作用机制仍需深入解析。但这项发表于《Scientific Reports》的工作为理解哮喘异质性提供了新视角,未来或可开发基于tRHs的液体活检技术,实现哮喘精准分型。特别值得注意的是,ANG介导的tRNA切割可能成为逆转GC抵抗的新靶点,为开发联合疗法奠定理论基础。
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