儿童急性喘息患者气道上皮细胞的固有功能差异与屏障完整性研究

本研究首次通过条件性重编程技术建立了儿童急性喘息患者上气道上皮细胞(AEC)体外单层培养模型，揭示了该群体在基底细胞水平存在固有差异：表现为分化标志物细胞角蛋白19(KRT19)表达升高、增殖能力减弱、促炎因子IL-1β分泌增加，特别是紧密连接蛋白(CLDN-1/OCLN/ZO-1)表达降低导致的屏障功能受损（FITC-dextran通透性增加30-94倍）。这些发现为理解儿童喘息向哮喘转化的上皮机制提供了新视角。

　　

儿童急性喘息的气道上皮特征揭秘

成功建立急性喘息患儿气道上皮模型

研究团队创新性地采用条件性重编程技术，成功培养了13例急性喘息儿童（平均3.1±1.3岁）和13例非喘息对照的上气道上皮细胞(AEC)。令人振奋的是，喘息组细胞培养成功率高达91%，显著高于对照组的62%。两组细胞在解冻存活率（54% vs 63%）和首次传代时间（9.6 vs 9.86天）方面无显著差异，但喘息组细胞展现出独特的形态异质性——从典型的上皮铺路石样到间质样伸长形态共存。

上皮分化状态的显著改变

基因表达分析揭示惊人发现：喘息组KRT19 mRNA表达较对照组升高9倍，而间质标志物VIM表达降低50%。免疫细胞化学显示KRT5和KRT19蛋白表达强度显著增强，这种转录与翻译水平的不平行暗示存在复杂的转录后调控机制。这些数据共同描绘出喘息患儿气道上皮更趋分化的状态。

增殖与炎症反应的异常特征

虽然群体倍增时间相近（29.8 vs 36.2小时），但喘息组细胞增殖速度显著减缓（R²=0.2324 vs 0.6645）。更引人注目的是，喘息组自发分泌IL-1β的水平是对照组的18倍，而IL-6和IL-8无差异。这种特殊的促炎状态可能源于采样时气道微环境的持续影响，或是上皮细胞的固有特性。

屏障功能的严重破坏

研究最关键的发现在于上皮连接系统的损伤：喘息组紧密连接蛋白claudin-1、occludin和ZO-1表达分别降低6倍、3倍和8倍，粘附连接蛋白E-cadherin降低4倍。功能实验证实，4kDa和20kDa FITC-dextran的跨膜通透性分别增加30倍和94倍。这种"漏屋顶"现象与EGFR表达升高9倍、PTEN增加5倍的异常调控模式相呼应，共同构成了喘息患儿气道上皮的分子特征。

临床转化价值与局限

该研究首次在急性喘息儿童群体中系统揭示了气道上皮的固有异常，特别是屏障功能障碍可能成为喘息反复发作的结构基础。值得注意的是，研究采用的单层培养模型虽能反映基底细胞特性，但未来需要空气-液体界面培养进一步验证。此外，喘息组较高的特应性比例（69% vs 15%）提示过敏因素可能混杂其中，这为后续研究指明了方向。

这些突破性发现为理解儿童喘息向哮喘转化的上皮机制提供了新视角，也为开发针对上皮屏障的早期干预策略奠定了理论基础。特别是条件性重编程技术的成功应用，为儿童呼吸疾病研究开辟了宝贵的细胞模型资源。