细胞外基质在哮喘气道重塑发展中的作用 (ECMA)

哮喘是一种主要的非传染性慢性炎症性疾病，其特征是气道炎症并与支气管壁结构的病理改变有关，即所谓的气道重塑。 哮喘的气道重塑主要表现为上皮改变、上皮下纤维化、气道平滑肌（ASM）质量增加、ASM与上皮距离缩短、粘液腺和杯状细胞增生、血管改变和水肿。 在气道的这些众所周知的病理生理学变化附近，细胞外基质 (ECM) 可以被区分为哮喘气道重塑发展中包含的一个新的重要因素。

ECM 是气道和肺实质之间的构建块。 它在维持肺部结构和功能方面起着至关重要的作用，影响着炎症细胞的分布和粘附、体液平衡、弹性，并且可以作为炎症介质的来源。 在哮喘中，主要的嗜酸性粒细胞性气道炎症可导致 ECM 失调，这被确定为 ECM 的定量和定性组成改变，激活的分子信号通路负责触发 ECM 蛋白的产生。 肺中ECM蛋白的主要来源是肺成纤维细胞和ASM细胞。 在哮喘中，成纤维细胞对许多炎性细胞因子有反应，这些细胞因子激活并促进成纤维细胞增殖、收缩和细胞分化为肌成纤维细胞，同时基质产生率上调。 反过来，活化的成纤维细胞分泌细胞因子 IL-1β、IL-33、CXC、CC 趋化因子、各种类型的基质金属蛋白酶 (MMP) 以及活性氧。 这些因素使成纤维细胞能够协助常驻免疫细胞的激活和迁移，并赋予成纤维细胞在化学和细胞介导的免疫、急性和慢性炎症、免疫细胞外渗到肺部结缔组织中的作用。 ASM 细胞也是肺部 ECM 蛋白质池的重要贡献者 - 它们可以产生各种 ECM 蛋白质，这些蛋白质有助于组织结构和弹性，这在哮喘中是不平衡的。 虽然成纤维细胞和 ASM 细胞决定了 ECM 蛋白质的组成，但 ECM 反过来会影响肺组织中的结构细胞行为。 细胞-基质相互作用的作用代表了一个积极研究肺基质启动结构性肺细胞能力的领域。

ECM 蛋白沉积过量与促纤维化因子转化生长因子-β1 (TGF-β1) 介导的 WNT 和 Smad 信号通路的激活有关。 气道中最高水平的 TGF-β1 由嗜酸性粒细胞释放，嗜酸性粒细胞是哮喘发病机制中的主要炎症细胞。 在稳定的哮喘，尤其是过敏原引起的急性哮喘发作期间，嗜酸性粒细胞渗入气道，增强结缔组织和 ASM 束附近的 TGF-β1 和其他各种细胞因子、趋化因子和生长因子的局部水平。 然而，嗜酸性粒细胞释放的介质如何诱导 ECM 失调导致气道重塑的发展尚未在哮喘发病机制中得到研究。

哮喘仍然无法治愈，但适当的管理可以控制疾病的严重程度。 更好地了解哮喘的发展是必须追求的主要目标。 基于这一基本原理，研究人员旨在研究嗜酸性粒细胞气道炎症介导的 ECM 蛋白和 MMP 的产生、它们释放负责的分子信号通路的活性，以及​​ ECM 失调如何影响哮喘中的成纤维细胞和 ASM 细胞增殖、迁移、分化和收缩性。 为了了解和控制哮喘的发展，研究人员将使用联合细胞培养模型来估计稳定期和急性哮喘中的 ECM 稳态。 用特异性抑制剂阻断 WNT 和 Smad 信号通路，可能负责 ECM 蛋白和基质金属蛋白酶的产生，将有助于找到 ECM 失调的控制机制。 因此，评估 ECM 蛋白降解片段和 MMP 水平将有助于评估这些循环生物标志物在哮喘患者中的应用价值。