在严重哮喘中失调的与纤毛相关的分子候选物的鉴定与验证

《Respiratory Research》：Identification and validation of cilia-associated molecular candidates deregulated in severe asthma

哮喘支气管上皮细胞中PHLDB2、NEK6、SCNN1G基因失调及其与上皮重塑关联研究。通过分析三个队列的转录数据，发现17个显著失调的cilia相关基因，其中PHLDB2、NEK6、SCNN1G上调最显著。实验验证显示这些基因蛋白表达升高与支气管上皮重塑及炎症刺激下的细胞分化改变相关，提示其作为哮喘生物标志物和治疗靶点的潜力。

　　

摘要

背景

哮喘的特点是慢性炎症和气道重塑。哮喘患者的气道上皮功能发生改变，这表明其在病理生理学中起着核心作用。已有研究表明哮喘患者的气道上皮存在与纤毛相关的异常，但其具体机制尚未明确。本研究调查了重度哮喘患者群体中与纤毛相关的调控异常，以识别和表征气道上皮重塑的关键分子驱动因素。

方法

分析了三个大型重度哮喘患者队列和非哮喘患者的气道上皮刷取样本的转录组数据：U-BIOPRED（GSE76226，n=105）、SARP（GSE63142，n=81）和IMSA（GSE158752，n=42）。我们重点关注与纤毛相关的基因，以找出这三个队列中共同差异表达的基因，并比较非哮喘组和重度哮喘组之间的差异。随后在体外和体内样本中验证了这三个最显著失调基因的定位和表达情况，并将其与气道上皮重塑特征和临床数据进行了关联。

结果

在所有三个数据集中，非哮喘组和重度哮喘组之间存在17个显著失调的基因。我们确定了三个最显著失调的基因：PHLDB2（12.7% [4.6–22.4]，p<0.05）、NEK6（8.4% [5.5–12.8]，p<0.05）和SCNN1G（6.8% [4.3–9.9]，p<0.05）作为潜在的分子候选基因。在体外重度哮喘支气管活检样本中，PHLDB2的蛋白水平上调了1.2倍（p=0.2844），NEK6上调了2.4倍（p<0.01），SCNN1G上调了2.0倍（p<0.05）。这些候选基因的表达与两组的气道上皮重塑特征均相关。在体外实验中，IL-13刺激下气道上皮细胞中SCNN1G的表达上调，表明SCNN1G可能在促炎条件下经历动态调控。最后，在完全分化的气液界面培养中，PHLDB2、NEK6和SCNN1G的蛋白表达与有无炎症刺激的气道上皮重塑特征相关。

结论

本研究揭示了哮喘患者支气管上皮中三个与纤毛相关的基因（PHLDB2、NEK6和SCNN1G）的失调情况。它们与气道上皮重塑特征及炎症条件下的分化改变之间的关联表明，这些基因可能在哮喘发病机制中发挥作用，并具有作为重度哮喘预测生物标志物或治疗靶点的潜力。