《European Journal of Pharmacology》：Activation of PDZ-Binding Kinase Contributes to Airway Remodeling in Asthma
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摘要背景气道重塑是难治性哮喘的重要病理特征。PDZ结合激酶（PBK）作为一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，已在多种生物学过程中被广泛研究。然而，PBK在气道平滑肌细胞（ASMCs）增殖和气道重塑中的作用尚不清楚。此外，鞘氨醇-1-磷酸（S1P）已被证明在气道重塑的进展中发挥关键作用。本
摘要
背景
气道重塑是难治性哮喘的重要病理特征。PDZ结合激酶（PBK）作为一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，已在多种生物学过程中被广泛研究。然而，PBK在气道平滑肌细胞（ASMCs）增殖和气道重塑中的作用尚不清楚。此外，鞘氨醇-1-磷酸（S1P）已被证明在气道重塑的进展中发挥关键作用。本研究旨在探讨PBK是否介导S1P诱导的ASMCs增殖，并阐明其潜在的分子机制。
方法
本研究采用卵清蛋白（OVA）诱导的哮喘大鼠和原代培养的ASMCs。通过炎症因子产生、气道阻力评估、组织学染色和免疫组织化学染色来评估哮喘的发展。使用CCK-8和EdU实验检测细胞增殖。使用蛋白质印迹和泛素化实验检测蛋白表达。
结果
PBK在OVA诱导的慢性哮喘大鼠肺中表达上调，并介导气道重塑。靶向PBK可减轻哮喘模型中的气道壁厚度和ASMCs增生。在培养的ASMCs中，S1P通过下调STUB1减少PBK的泛素介导降解，导致PBK蛋白积累。同时，S1P诱导PBK磷酸化和激活，进而通过增加细胞分裂调节蛋白1（PRC1）的表达和磷酸化来激活PRC1，最终促进ASMCs增殖。
结论
PBK的激活促进哮喘发展过程中的ASMCs增殖和气道重塑。S1P通过抑制STUB1介导的蛋白酶体降解上调PBK表达，并通过增加其磷酸化提高PBK活性。PBK的激活进一步刺激PRC1表达和磷酸化，导致ASMCs增殖。靶向PBK可能是治疗哮喘的有效策略。
引言
哮喘是一种异质性慢性气道炎症性疾病。随着病程延长，部分患者的气道壁可能发生重塑，这是导致不可逆性气流阻塞和糖皮质激素不敏感的关键因素（Porsbjerg等，2023）。气道平滑肌细胞（ASMCs）的表型变化，特别是其过度增殖状态，是气道重塑的核心病理特征，但其潜在的分子驱动因素尚未完全阐明（Camoretti-Mercado和Lockey，2021；Wright等，2013）。ASMCs过度增殖增加气道平滑肌质量，增强收缩力产生，从而促进气道壁增厚和动态顺应性降低（Ford等，2025；Johnson等，2001；Zuyderduyn等，2008）。因此，深入探索介导ASMCs增殖的分子机制并寻找有效的干预靶点，对于预防气道重塑和治疗难治性哮喘至关重要。
PDZ结合激酶（PBK），又称T淋巴细胞激活杀伤细胞来源的蛋白激酶（TOPK），是一种属于丝裂原活化蛋白激酶激酶（MAPKK）家族的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，主要分布于增殖活跃的组织中（Herbert等，2018）。近年来的研究已将PBK确定为一种在多种实体瘤中经常过表达的致癌激酶（Zhang等，2022）。PBK的激活和蛋白丰度通过多种转录后和转录机制协调调控，如转录途径、磷酸化修饰和泛素化修饰，并通过促进增殖、转移和逃避凋亡共同驱动肿瘤进展（Han等，2021）。尽管越来越多的证据表明PBK在癌细胞过度增殖中发挥关键作用，但据我们所知，PBK是否在支气管哮喘的ASMCs增殖和气道重塑中发挥作用仍不清楚。
细胞分裂调节蛋白1（PRC1）是一种微管相关蛋白，对纺锤体中间带的形成至关重要（Li等，2018）。PRC1的磷酸化和表达升高已被确定为几种癌症的不良预后因素。功能上，PRC1通过调节细胞增殖、侵袭、间质转化和细胞周期来驱动肿瘤发生（Li等，2023）。机制上，PBK通过其C端谷氨酸-天冬氨酸重复序列直接结合PRC1，并促进PRC1在Thr481位点的磷酸化，从而促进有丝分裂纺锤体组织和细胞分裂（Abe等，2007；Bordan等，2024）。然而，PRC1在哮喘发病机制中的作用完全未被表征。PBK是否通过激活PRC1导致气道平滑肌细胞异常增殖和气道重塑及其调控机制仍需探索。
为了解决这些问题，本研究采用卵清蛋白（OVA）诱导的慢性哮喘大鼠和原代培养的大鼠ASMCs，并使用鞘氨醇-1-磷酸（S1P）刺激ASMCs增殖。探讨了PBK在ASMCs增殖和气道重塑中的作用，并进一步检测了潜在的分子机制。我们的发现将为靶向PBK的新型治疗策略提供理论基础，旨在降低与支气管哮喘相关的发病率和死亡率。
章节片段
动物模型建立与分组
所有程序和方案均经西安交通大学机构动物伦理委员会批准（许可证号：XJTUAE2025-3271），并遵循西安交通大学实验动物中心《实验动物护理和使用指南》。雄性Sprague-Dawley（SD）大鼠购自西安交通大学实验动物中心，饲养在无特定病原体（SPF）动物实验室，环境标准（18-22°C，40%-60%
PBK在OVA诱导的慢性哮喘大鼠中表达增加并介导气道重塑
为了探讨PBK在哮喘相关气道重塑中的潜在作用，我们建立了OVA诱导的大鼠慢性哮喘模型，并评估了PBK在气道壁内的表达水平和空间分布。哮喘模型的建立过程如图1A所示。与对照组相比，哮喘大鼠肺中PBK蛋白水平显著升高（1.67倍）（图1B）。为了表征PBK在
讨论
支气管哮喘以慢性气道炎症、气道高反应性和由复杂细胞相互作用和信号通路失调驱动的气道重塑为特征。越来越多的证据表明，ASMCs从静止状态向过度增殖状态的表型转换是哮喘气道重塑的关键机制（Camoretti-Mercado和Lockey，2021）。然而，目前哮喘的标准治疗方法对
结论
总之，本研究确立了PBK作为支气管哮喘中ASMCs增殖和气道重塑的关键调节因子。遗传或药理学抑制PBK可显著减弱ASMCs增殖，从而改善气道重塑，这些过程通过S1P/S1PR2/STUB1/PBK/PRC1信号轴介导。这些发现共同将PBK确定为阻断哮喘中病理性ASMC增生的可治疗靶点。
CRediT作者贡献声明
陈欢：调查、正式分析、数据管理。刘瑾：写作–初稿、可视化、验证、软件、资源、项目管理、方法学、调查、正式分析、数据管理。孟一涵：项目管理。张佳：调查。李满祥：经费获取、概念化。陈雨倩：可视化
伦理声明
本研究按照ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。本研究经西安交通大学机构动物伦理委员会批准。（批准号：XJTUAE2025-3271）
利益冲突声明
作者声明，他们不存在已知的竞争性经济利益或个人关系，可能影响本论文报告的工作。
伦理批准与参与同意
所有程序均经西安交通大学机构动物伦理委员会批准（批准号：XJTUAE2025-3271），并遵循西安交通大学实验动物中心《实验动物护理和使用指南》。
数据和材料的可用性
支持本研究结果的数据可根据合理要求从通讯作者处获得。
生成式人工智能声明
在本研究过程中，未使用人工智能。
资助
本工作受非传染性慢性病-国家科技重大专项（批准号：2024ZD0523000、2024ZD0523005，李满祥）、陕西省自然科学基金（批准号：2026JC-YBQN-1206，刘瑾）和国家自然科学基金（批准号：81970050，李满祥）资助。
利益冲突声明
? 作者声明，他们不存在已知的竞争性经济利益或个人关系，可能影响本论文报告的工作。
刘瑾|陈欢|张佳|孟一涵|陈雨倩|李满祥
