Galectin-7在哮喘支气管上皮细胞损伤中的作用及其机制

在前期研究基础上,本研究(1)利用 Galectin-7转基因和基因沉默小鼠以及正常BALB/C小鼠，应用卵蛋白致敏和激发方法制作哮喘模型，观察小鼠支气管上皮细胞凋亡、损伤过程以及哮喘的病理变化；同时观察JNK，细胞色素C 、Caspase-3是否活化；正常小鼠Galectin-7基因表达升高是否与甲基化有关；Galectin-7受体抑制剂乳糖是否抑制其作用和信号途径。（2）支气管上皮细胞转染Galectin-7基因以及SiRNA干扰Galectin-7基因表达，给予鼻病毒刺激，观察指标同上。研究目的是明确Galectin-7在哮喘支气管上皮细胞损伤中的重要作用及其机制，以深入探讨哮喘的发病机制，从全新的角度即从保护气道上皮细胞的途径研究Galectin-7抑制剂在治疗哮喘中的应用，为探索未来治疗哮喘的药物提供理论基础。 Galectin-7在哮喘发病中的重要作用国内外未见研究报道。

哮喘的发病机制不明，越来越多的证据显示气道上皮细胞损伤在哮喘起源和持续中起重要作用，与细胞过度凋亡有关，但诱发气道上皮细胞过度凋亡的机制不明。我们在前期研究发现galectin-7高表达与哮喘患儿气道上皮细胞的过度凋亡有关。本研究通过观察(1)galectin-7转染和干扰人气道上皮细胞系在RSV刺激后的凋亡情况；（2）galectin-7转基因和敲低基因BALB/c小鼠在基础情况下以及在RSV和卵蛋白刺激后气道和肺组织的病理变化以及和肺功能改变，探讨了galectin-7在气道上皮细胞凋亡以及在哮喘发病中的作用。结果发现galectin-7可诱导人和小鼠气道上皮细胞凋亡，SiRNAgalectin-7人支气管上皮细胞系在RSV刺激后凋亡减少。同时意外发现galectin-7高表达小鼠自孕期至生后由于细胞凋亡过度，导致气道上皮细胞-间充质单位发育异常，表现为支气管上皮层变薄，假复层细胞减少或消失，单层凋亡细胞增加，细胞形态不规则，连接疏松，紧密连接减少；平滑肌细胞减少，基底膜不连续。随着年龄增加，支气管上皮细胞出现脱落，平滑肌和基底膜增厚，淋巴细胞浸润，这些结构造成气道原发屏障障碍和气道重建。Galectin-7转基因小鼠在低剂量一次RSV感染和卵蛋白一次激发后出现明显的哮喘样反应。galectin-7敲低小鼠气道上皮细胞层增厚，细胞凋亡减少，而增殖增加，平滑肌略增厚，在卵蛋白激发后未出现哮喘样反应，但细胞增殖明显增加。galectin-7高表达诱导细胞凋亡与线粒体定位、细胞色素C以及Caspase-3活化有关。这些发现提示galectin-7与支气管上皮细胞凋亡有关，高表达或低表达对于支气管上皮发育有主要影响，galectin-7高表达引起小鼠气道上皮细胞-间充质单位发育异常，进而引起气道原发屏障缺陷和气道重塑，导致气道对病毒感染和卵蛋白刺激敏感，启动哮喘发病。有关galectin-7在气道上皮细胞凋亡发育以及哮喘中的作用国内外尚未报道，目前对哮喘发病机制的研究进展为认识到哮喘是先天性气道上皮细胞缺陷性疾病，即气道功能屏障先天性缺陷，导致对环境刺激敏感性升高（这些刺激原本对正常人无明显伤害），引起哮喘的发病和持续。本研究进一步提示galectin-7可能是导致先天性气道上皮屏障缺陷和气道重塑的原因，这对于了解哮喘如何启动以及未来的治疗靶位非常重要。