吸烟诱导的 EGF 依赖性气道基底细胞功能重编程

气道上皮由 4 种主要细胞类型组成，包括纤毛细胞、分泌细胞、未分化柱状细胞和基底细胞 (BC)。 与吸烟引起的肺部疾病，如慢性阻塞性肺疾病 (COPD) 和肺癌的发展相关的最早变化发生在气道上皮，包括 BC 增生、鳞状化生、粘液细胞增生和化生、纤毛细胞结构受损和功能、Clara 细胞的丧失以及由于连接屏障受损导致的上皮通透性增加。 我们假设这些变化的根本原因是吸烟引起的 BC 紊乱，BC 是可以自我更新并分化为纤毛细胞和分泌细胞的干/祖细胞群。 使用我们实验室建立的技术从人气道上皮细胞培养纯 BC 群，诱导这些 BC 在气液界面中分化，并评估纯化 BC 的转录组与完全分化的气道上皮细胞的转录组，我们的初步数据表明：(1) 气道 BC 表现出与干细胞/祖细胞功能相关的独特基因表达特征，包括表皮生长因子受体 (EGFR) 的高表达； (2) 健康吸烟者的气道 BC 与非吸烟者相比具有不同的基因表达模式，具有与细胞周期和增殖相关的功能类别的富集以及分化相关基因的下调； (3) BC 和分化细胞中的组成型 EGF 表达几乎检测不到，但吸烟在体内选择性上调气道上皮分化细胞中的 EGF 表达。 基于这些数据和 EGFR 信号在调节气道上皮细胞增殖和分化中起核心作用的知识，该提议的中心概念是分化细胞吸烟诱导的表达通过 EGFR 改变分子激活 BC气道 BC 的表型并损害它们产生正常分化的气道上皮细胞的能力。 为了评估这个概念，将解决以下目标：

目标 1。 确定用 EGF 刺激健康非吸烟者的气道 BC 是否会诱导与吸烟相关表型相关的基因和通路，例如 BC 增生、鳞状化生、粘液化生、纤毛异常、Clara 细胞数量减少和连接完整性受损。

目标 2. 检验以下假设：使用 EGF 刺激健康非吸烟者的气道 BC 会改变气液界面培养物中的 BC 分化，并产生与吸烟相关的表型（参见目标 1）。

目的 3. 检验以下假设：在顶端暴露于香烟烟雾提取物后，源自健康非吸烟者 BC 的分化气道上皮细胞向顶端上清液中释放更多的 EGF，这将改变健康非吸烟者 BC 产生正常分化的能力气道上皮细胞，并且在该上清液中阻断 EGF 将消除这种效果。