摘要
呼吸道上皮对吸入的环境物质形成物理、化学和免疫屏障。在哮喘中,这些屏障特性被认为是不正常的。在本研究中,我们分析了草花粉对分化的人原代支气管上皮细胞的物理和免疫屏障特性的影响。
在暴露梯牧草(猫尾草)花粉提取物,通过测量紧密连接蛋白的跨上皮电阻和免疫荧光染色所监测未受损的物理屏障的完整性。与此相反,花粉曝光通过调制矢量介体释放的影响的免疫学的阻隔性能。CXC趋化因子配体(CXCL)8 /白介素(IL)-8表明响应于花粉曝光优先释放到顶部隔室的最大增加。胞外信号调节激酶1/2和p38促分裂原活化蛋白的抑制激酶途径选择性地阻断心尖CXCL8 / IL-8释放通过转录后机制。CC趋化因子配体的顶端释放(CCL)20 /巨噬细胞炎性蛋白3α,CCL22 /单核细胞衍生的趋化因子和肿瘤坏死因子α被显著在重度哮喘仅培养物增加,而CCL11 /趋化因子-1和CXCL10 /γ干扰素诱导蛋白-10在非哮喘培养物减少。
支气管上皮屏障调制响应于花粉不会对其物理阻隔性能直接影响偏振介质的释放。从正常及哮喘供体的细胞的鉴别响应表明为支气管上皮,以促进在哮喘的免疫功能障碍的可能性。
介绍
哮喘是一种慢性气道炎症性疾病,其特征是对无害刺激的支气管高反应性,引起可变的气流阻塞。据推测,气道上皮在哮喘的发生发展中起着关键作用[1,因为它是与环境物质接触的第一个位点,并表达最近发现的几种哮喘易感基因。支气管上皮的屏障功能可分为三种类型:化学的、物理的和免疫学的[2]。化学屏障是由支气管上皮细胞的粘液分泌物提供,并包含,除其他外,抗微生物分子,抗氧化剂和蛋白酶抑制剂向先天防御[2]。物理屏障主要由细胞间连接,特别是紧密连接、贴壁连接和桥粒构成。紧密连接位于细胞层的最顶端,在相邻细胞间形成最紧密的接触点,调节上皮屏障的大分子和离子通透性及极性[3]。紧密连接复合物通过跨膜蛋白,包括密蛋白,occludin和连接粘附分子,其连结相邻小区形成。在细胞内侧,这些跨膜蛋白连接到肌动蛋白骨架通过蛋白质复合物,包括zonula occludens (ZO)蛋白。此外,支气管上皮细胞能够通过释放细胞因子、趋化因子和生长因子等免疫刺激和免疫调节介质来影响免疫屏障。在哮喘中,有证据表明上皮屏障的性质被破坏,这可能是由内在因素引起的,例如。遗传多态性[4],或者通过环境因素如呼吸道病毒,香烟烟雾,污染和过敏原[五-8]。
虽然哮喘是一种慢性疾病,它是由急性加重是严重到需要急诊室参观,有时可能是致命的[打断疾病9]。当中哮喘发作的触发是呼吸道病毒,空气中的污染物,室内和室外过敏原,药物和情绪紧张。虽然一些过敏原,特别是花粉,更通常认为是易感人群过敏性鼻炎的触发器,在加拿大和澳大利亚的研究强调了急性哮喘发作的风险增加在花粉季节[10-12]。除了对免疫细胞的调节作用[13],花粉的部件也有可能影响上皮屏障的潜力。使用上皮细胞系,如将Calu-3,它已被提出,通过花粉释放的蛋白酶与上皮屏障功能[干扰14,15]。然而,这些细胞系为基础的模型不扼要重述体内上皮:它们是未分化的,缺乏纤毛,杯状细胞和粘液分泌保护细胞表面从吸入环境的成分〔16]。由于分化初级支气管上皮细胞(PBECs)更好地反映体内的情况下,我们用比较草花粉提取物对支气管上皮屏障功能的影响体外患有严重哮喘和健康志愿者来源的分化细胞。我们发现,而物理屏障的完整性不会受到影响,免疫屏障变得接触花粉来源物质后激活。我们观察到介质的释放矢量主要是花粉暴露后顶部隔。不管疾病的,观察CXC趋化因子配体(CXCL)8 /白介素(IL)-8花粉曝光后的最高增加;然而,CC趋化因子配体(CCL)20 /巨噬细胞炎性蛋白的顶端释放(MIP)-3α,肿瘤坏死因子(TNF)-α和CCL22 /单核细胞衍生的趋化因子(MDC)仅使用培养物严重哮喘捐助者观察到。据我们所知,这是第一次报告,分析对分化PBECs的屏障功能花粉来源物质的影响。
方法
受试者和原代细胞培养
人类PBECs通过上皮刷牙使用纤维支气管镜从志愿者数据库中选择对象获得。所有操作均在南安普敦和西南汉普郡研究伦理委员会的批准,并开展了以下的知情同意书。如先前所描述PBECs是在支气管上皮生长培养基(Lonza,巴塞尔,瑞士)培养和分化在空气 - 液体界面(ALI)[8]。捐助者的表型与原代细胞培养的细节在网上补充材料(在线补充表E1和E2)可用。
ALI文化的刺激
猫尾草(猫尾草)按照网上的补充资料制备花粉提取物。完全分化的上皮细胞培养24小时饥饿,用汉克斯平衡盐溶液(HBSS)清洗根尖以清除粘液分泌物,然后在根尖处暴露于花粉提取物。在刺激前和一段时间后监测跨上皮耐药(TER)。培养结束后,收集根尖和基底外侧的分泌物,并对细胞进行免疫荧光染色、Western blot分析或mRNA分离,如网上补充材料所述。丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路在屏障功能调控中的参与使用特定的药理学抑制剂进行了分析,如在线补充材料中所述。
介质释放的检测
在顶端和基底分泌物11种不同介质的浓度进行了分析。CXCL8 / IL-8是使用人力CXCL8 / IL-8 DuoSet ELISA试剂盒(R&d系统,阿宾登,UK)测定的。CCL2 /单核细胞趋化蛋白的水平(MCP)-1,CCL5 / RANTES,CCL11 /趋化因子,CCL17 / thymus-和活化调节的趋化因子(TARC),CCL20 / MIP-3α,CCL22 / MDC,CXCL10 /干扰素γ-诱导蛋白(IP)-10,CXCL11 /干扰素诱导T细胞αchemoatrractant,粒细胞 - 巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)和TNF-α,使用自Meso Scale Discovery公司(Gaithersburg的一个10-PLEX试剂盒分析,根据制造商的说明MD,USA)。
统计分析
使用SPSS(SPSS公司,Chicago,IL,USA)进行统计评估。用于独立样品和Wilcoxon检验相关样品的非参数Mann-Whitney U检验。差异被认为是显著时P≤0.05。
结果
ALI文化的特征来源于非哮喘和严重哮喘患者
在ALI分化21天后,来自非哮喘和严重哮喘供体的上皮细胞培养通过免疫染色和测量TER来确定其屏障特性。如图图1a的纤毛的比例(即。β微管蛋白阳性)细胞在重症哮喘捐助者ALI文化不是来自于从非哮喘捐赠文化所发现显著不同。相比之下,严重哮喘的捐助者ALI文化有产粘液杯状细胞的显著比例更高(即。MUC5AC阳性细胞)。这些文化的物理阻隔性能的分析表明,那些患有严重哮喘的捐助者有显著较低TER与那些从非哮喘对照组(图。1B)。这些研究结果是一致的与以前报道[8,17]。
后分化21天空气 - 液体界面(ALI)培养物的表征。一个)分化ALI培养物从非哮喘(N = 11)和重度哮喘(N = 9)供体(在网上补充表E1)列出了通过胰蛋白酶消化分离和免疫染色β微管蛋白和使用的MUC5AC免疫过氧化物酶技术;b)中ALI培养物的跨上皮电阻(TER)从非哮喘(N = 21)和重度哮喘(N = 15)供体(在网上补充表E1和E2)中列出。NS:不显着。*:P≤0.05。
在接触草花粉提取物后,分化上皮细胞的物理屏障功能未受影响
的草花粉衍生的物质对ALI培养物的物理屏障的影响通过测量TER监测。为了分析随时间的TER变化,从非哮喘或严重的哮喘供体ALI培养物的顶表面暴露于花粉提取物(相当于1毫克花粉粒的曝光)和添加花粉(吨后立即测量的TER= 0),然后每小时为不除去花粉提取物的6小时。在这些条件下,有在相对于t = 0时TER的增加,不论疾病状况,在2小时后达到平台(图。2A)。然而,顶表面洗涤后这种增加TER丢失了,这表明花粉提取物通过影响蛋白质的聚电解质的任上皮离子转运和/或分泌引起在心尖介质的电导率的变化。由于我们在这些短期暴露(即使更换根尖分泌物之后)TER没有观察到降低,将培养物用一范围为24小时,然后剂量花粉的挑战的顶端表面洗涤并且在与新鲜HBSS替换TER测量。在这些条件下,TER没有显著接触花粉后更改和非哮喘和哮喘严重文化之间无显著差异(图。2B)。即使在重复暴露于花粉提取物(相当于1毫克,每天花粉粒)4天导致相比于未处理的对照在TER没有变化(图。2C)。
草花粉对分化的原代支气管上皮细胞经上皮耐药(TER)的影响。a)非哮喘患者(NA) (n=4)和严重哮喘患者(SA) (n=3)的空气-液体界面(ALI)培养,持续暴露于1 mg花粉当量(PE)中6小时以上。暴露于一定浓度的花粉提取物24小时后,非哮喘患者(n=10)和严重哮喘患者(n=7) ALI培养物的TER在t=0 h时恢复正常;在无哮喘的ALI培养菌(n=6)在1 mg花粉当量下暴露4天后,测定洗液后的TER,并在0 h和24 h时对TER进行归一化和对照。TER在0 h时对TER恢复正常。
除了测量TER,通过ALI培养物形成的紧密连接的完整性通过免疫荧光染色为ZO-1和闭合蛋白进行分析。24小时后曝光,ZO-1(图3)和闭合蛋白(数据未显示)以在细胞 - 细胞接触的细胞层的顶面的局部,并显示从未经处理的对照几乎没有差别。此外,该组织和肌动蛋白丝的分布不与花粉提取物治疗(后改图3);在所有情况下的细胞层显示出在接近很强的肌动蛋白丝环ZO-1,这表明在紧密连接没有明显改变组件。与缺乏对紧密连接花粉提取物的任何明显的效应一致,在花粉提取物的蛋白酶活性的分析表明仅活动水平低(相当于0.46微克·毫升-1胰蛋白酶),这是刚刚上面的检测测定法(0.10微克的下限·毫升-1胰蛋白酶)(在线补充图E1),表明花粉提取物没有蛋白酶活性的有效源。
暴露于草花粉后分化初级支气管上皮细胞的屏障完整性。空气 - 液体界面培养物暴露24小时以草花粉(相当于1mg花粉粒)和染色的紧密连接蛋白紧密连接(ZO)-1和肌动蛋白的免疫荧光长丝。ZO-1染色显示为红色,肌动蛋白丝在绿色和细胞核染成蓝色。严重的哮喘捐助的图像显示和代表三种。PE:花粉当量;答:心尖部;B:基础。比例尺=20μm以下。
分化PBECs的免疫屏障功能暴露于花粉提取物后改变
由于上皮细胞能够通过释放多种介质改变免疫屏障的特性,我们分析了来自非哮喘和严重哮喘供体的ALI培养物中11种不同炎症相关介质的释放。在基线,ALI培养释放的介质的浓度在根尖腔室中普遍高于基底外侧腔室(图4)。而细胞因子分泌的排列顺序是为顶端和基底外侧的隔室类似,有两个明显的例外:CCL5 / RANTES和GM-CSF均被显著在基底外侧隔室降低与顶部隔室比较。在稳定状态,我们只观察到非哮喘和哮喘严重捐助者ALI文化之间CCL20 / MIP-3α的基底释放显著差异(在线补充图E2a中)。CCL2 / MCP-1和TNF-α的基底外侧释放趋于严重哮喘供体的培养物ALI必须增加;然而,这种效果没有统计学显著(在线补充图E2B和c)。所有其它介质显示出从非哮喘和哮喘严重供体的ALI文化之间没有差异。
从健康,严重的哮喘患者在基线水平衍生分化支气管上皮细胞介质的释放。的一个)顶端和b)由非哮喘(N = 10)和重度哮喘(N = 6)供体(24小时后在网上补充表E2)中列出的,通过ELISA和分析了来自未刺激的空气 - 液体界面培养介质的基底外侧释放多重分析。CXCL:CXC趋化因子配体;CCL:CC趋化因子配体;GM-CSF:粒细胞巨噬细胞集落刺激因子;TNF:肿瘤坏死因子。*:P≤0.05。
ALI培养基暴露于花粉提取物后,其顶端和基底外侧小室的介质释放发生变化(图5),尤其是在顶端隔室。例如,有在心尖CXCL8 / IL-8释放2-3倍的增加,虽然没有显著疾病相关差异。的CCL20 / MIP-3α,CCL22 / MDC和TNF-α表现出1.5-2倍以下仅在从严重哮喘供体ALI培养物(在线补充图E3)暴露于花粉提取物显著增加,但没有心尖释放组间差异显著。虽然大多数介质的释放趋于增加,CCL17 / TARC释放到顶部隔室在ALI培养物无论受试者组显著下降,而的CXCL10 / IP-10和CCL11 /趋化因子向顶部隔室被显著仅在降低释放从非哮喘科目ALI文化(网上补充图E4)。
通过分化的初级支气管上皮细胞释放的介质的轮廓接触花粉提取物后改变。一)心尖和b)从非哮喘衍生空气 - 液体界面的培养物(N = 10)和重度哮喘(介质的基底外侧释放N = 6)的受试者(在线补充表E2中列出)24小时后根尖暴露于分析等效1毫克草花粉的。介质释放被归到相应的控制。CXCL:CXC趋化因子配体;CCL:CC趋化因子配体;GM-CSF:粒细胞巨噬细胞集落刺激因子;TNF:肿瘤坏死因子*:P≤0.05与对照相比。
与此相反的释放介质进入顶部隔,只有少数调解表明花粉接触后增加释放到基底外侧隔室(图5b)。最大的是对CXCL8 / IL-8,其显示出3-4倍的诱导。示出增加了其他介体是GM-CSF,但是这只是使用ALI培养物重度哮喘患者观察到。我们进一步观察到在从花粉曝光后严重哮喘供体的培养物ALI CCL5 / RANTES释放显著减少,尽管相比于对照的倍数变化是很小的。为基底CCL20 / MIP-3α释放仅在非哮喘捐助者ALI文化中也观察到A小调但统计显著上升。
CXCL8 /表征IL-8释放由分化PBECs暴露于花粉提取物后
由于CXCL8的释放/ IL-8由ALI培养物显示出花粉曝光,我们进一步表征花粉提取物诱发的CXCL8 / IL-8释放后的最高增加。如图图6花粉提取物剂量依赖性地诱导CXCL8/IL-8在非哮喘和严重哮喘供体的ALI培养中的顶端和基底外侧释放。非哮喘组和严重哮喘组的培养表明,当暴露于相当于1 mg花粉粒的花粉提取物后,顶端和基底外侧CXCL8/IL-8的释放均显著增加。
花粉剂量依赖性地诱导CXC趋化因子配体(CXCL)8 /白介素(IL)-8释放在从非哮喘和严重哮喘患者分化支气管上皮细胞。(N = 10)从非哮喘衍生空气 - 液体界面的文化和严重哮喘(N = 8)受试者顶部暴露于增加草花粉提取物的浓度。一)心尖和b)基底外侧CXCL8 / IL-8释放,通过ELISA在24小时后进行分析。*:P <0.05。
为了分析参与由ALI培养草花粉诱发的CXCL8 / IL-8释放的信号传导途径,我们使用了MAPK信号传导途径的特定药理学抑制剂(图。7A)。U0126,细胞外信号调节激酶(ERK)1/2 MAPK信号传导途径减少花粉提取物诱发的根尖CXCL8 / IL-8从ALI培养物释放的特异性抑制剂,而SB203580,所述p38蛋白激酶信号传导途径的特异性抑制剂,完全阻断释放。通过SP600125的c-jun的氨基末端激酶MAPK信号传导途径的抑制导致没有减少花粉提取物诱发的根尖CXCL8 / IL-8释放的。有趣的是,通过花粉诱发的基底外侧CXCL8 / IL-8释放并不受任何MAPK信号传导途径的三个特异性抑制剂。即使当施加到基底外侧隔室,所述p38蛋白抑制剂未能影响基底释放,即使根尖CXCL8 / IL-8释放仍抑制(数据未显示)。有趣的是,花粉攻击后3小时诱导CXCL8 / IL-8基因表达的快速诱导,这并没有受到影响由p38蛋白抑制剂(图。7B),即使被检测为后早15分钟在ALI培养花粉刺激p38蛋白的磷酸化(图。7C)。这些结果表明,p38蛋白信号传导主要涉及CXCL8 / IL-8的投放到顶部隔室,而不是转录控制。
花粉诱发的CXC趋化因子配体(CXCL)8 /白介素(IL)-8释放到顶部隔室是由p38促分裂原活化蛋白激酶介导的(MAPK)途径,是转录后调节。一个)MAPK途径被阻断与特定的药理学抑制剂30分钟之前空气 - 液体界面(ALI)的培养物顶部暴露于花粉提取物。通过ELISA在24小时后检测到顶端和基底外侧CXCL8 / IL-8释放和相对于对照归一化。N = 5。b)中ALI培养物预培养)(与花粉提取物(1毫克当量花粉(PE刺激前SB)或载体对照)用SB203580 30分钟。RNA进行3小时,并挑战的6小时后,分离;CXCL8 / IL-8 mRNA表达水平通过逆转录酶PCR测定,并与所述ΔΔCT方法(N = 3)来计算。c)中ALI培养物暴露于花粉后p38蛋白的磷酸化。磷酸化p38 / p38的比率进行标准化至未刺激的对照(n = 3)。插图显示15分钟暴露于花粉后磷酸化p38(P-P38)和P38锅(P38)的代表性的Western印迹。 U0: U0126; SP: SP600125. *: p≤0.05 compared to control.
讨论
流行病学研究已经证明,花粉季节发病,与特定的气候条件相结合(例如。雷暴)与哮喘恶化的风险增加相关[11,12,18]。此外,即使环境草花粉水平<20粒·米-3已经与儿童哮喘的风险增加,独立的气候条件造成任何影响最近有关[10]。草花粉在水合作用下可释放多种物质,包括蛋白酶、过敏原和具有免疫调节特性的低分子量物质[13]。然而,我们对空气中特定类型的花粉对气道上皮细胞的影响的了解有限,而气道上皮细胞是吸入空气变应原的第一个接触点。因此,在本研究中,我们分析了草花粉对其屏障功能的影响体外分化PBECs,独立的过敏性免疫反应。支气管上皮细胞分化体外在ALI形成结构和功能障碍,其包括纤毛和分泌细胞[16]。由于这些文化的转录足以媲美体内情况(19],它们代表当前可用于分析支气管上皮细胞的屏障功能的最佳模式。在我们的研究中,我们发现,上皮细胞的物理阻隔性能并没有受到影响,甚至持续暴露于草花粉提取物超过4天。然而,文化确实与矢量细胞因子产生花粉提取成分响应。据我们所知,这是显示出完全分化支气管上皮文化对花粉提取物的成分的势垒干扰抵抗作用,即使他们释放有招募免疫细胞的潜在调解员的第一份报告。
先前已经报道,花粉提取物的蛋白酶和脂质组分与支气管上皮细胞的屏障功能[可能会干扰14,15,20.]。例如,来自巨型豚草,白桦,肯塔基州蓝草或复活节百合花粉已经显示出干扰上皮细胞紧密连接蛋白occludin与损失,ZO-1和紧密连接蛋白1从结[15]。然而,这些研究中所用偏振光,但在其他方面未分化的细胞培养。ALI培养物的一个重要方面是,如在视黄酸存在下分化的结果,它们使粘液分泌物,其类似于体内情况(21];这使花粉衍生物质和分泌成分之间的相互作用模型成为可能,如蛋白酶抑制剂,能够灭活环境蛋白酶。虽然我们发现本研究中使用的草花粉提取物的蛋白酶活性水平较低,但当提取物应用于根尖表面时,并未对上皮紧密连接产生影响。相比之下,在Runswick等。[15],不仅在无血清的培养基上未分化的细胞进行实验,但提取相当于50-100毫克·毫升-1花粉的被要求看到的阻隔破坏效果。考虑到非常高的花粉量被认为是> 100粒·米-3每天 [10](相当于每天吸入>1000粒或>0.5 mg),本研究使用的剂量(相当于1 mg花粉粒)比以前的研究更接近严重暴露。因此,根据目前的研究结果,草花粉变应原是否能破坏上皮屏障是值得怀疑的体内,除非发生非常局部的沉积。因此,由花粉产生的过敏原似乎不太可能穿透组织通过刺激免疫反应的旁细胞途径。虽然花粉衍生物质可以通过其他机制如胞吞作用跨越屏障[22],在气道的保护粘液层可能会妨碍细胞旁和跨细胞转运。然而,明确地表明传输的任一形式或不发生会使用标记的花粉变应原衍生的需要进一步的实验。
几份报告表明,来自严重哮喘供体的ALI培养物保留了与所观察到的相似的表型特征体内。例如,患有严重哮喘的捐助者ALI的文化表达更多的MUC5AC(图。1A和[17])和具有受损的阻隔性能(图。1B和[23]),既作为发生体内。因此,我们还研究了花粉源物质对严重哮喘患者与非哮喘对照组的分化PBECs屏障功能的影响。然而,我们发现暴露于花粉提取物后,两组ALI培养物的TER测量和免疫荧光染色均未见显著影响。在哮喘源培养物中观察到的粘液分泌的增加可能保护了这些培养物较弱的物理屏障,尽管在实验开始前粘液被冲走了。根据本研究的结果,我们得出结论:仅草花粉对物理屏障功能的影响不足以解释其在哮喘中的作用。
在过去十年中,该气道上皮细胞在免疫应答的调节的重要参与者通过细胞因子,趋化因子和生长因子[释放它已成为明显24]。许多报告表明,趋化因子的释放哮喘患者在基线水平以及支气管激发后改变[25-27]。然而,大多数数据都基于支气管肺泡灌洗液或活组织检查的分析,因此反映了许多不同的细胞类型的集成响应。用于体外分化PBECs提供的机会,分析来自PBECs介质的释放,不受其他细胞类型的干扰。对于基线CXCL8 / IL-8的释放,我们的数据是根据使用ALI培养儿科成年受试者[先前的报告和7,28]。与此相反,最近的一份报告表明在心尖CXCL8 / IL-8释放在严重哮喘ALI培养,增加了它可能会略有不同的患者群体或培养条件的结果17]。然而,我们观察到CCL20 / MIP-3α的在患有严重哮喘患者,其先前尚未报道ALI培养物的基底外侧介质释放一个显著更高的水平和CCL2 / MCP-1的水平略高和TNF-α。CCL20 / MIP-3α和CCL2 / MCP-1产生的增加的水平体内可能导致增加的免疫细胞的迁移进入气道,在那里他们可以在激活时放大炎性免疫应答。TNF-α,在哮喘的重要的促炎细胞因子[29],也与气道重塑过程有关[三十,31]。总之,即使在只有少数介质的水平的微小变化可能有利于哮喘炎症和重塑的改变局部环境。这些观察结果可通过深入的重度哮喘表型,其可以允许与该疾病的特定endotypes特异性细胞因子的识别的评估进一步细化。
由于它们形成紧密连接能力,ALI文化是能够直接矢量细胞因子的分泌。这样的偏振释放会影响浓度梯度跨越上皮,提供以促进跨越上皮的免疫细胞迁移进入气道管腔的潜力。在目前的研究中,我们观察到在CCL20 / MIP-3α,CCL22 / MDC和TNF-α的顶端释放并且只暴露后CCL5 / RANTES和CCL2 / MCP-1的增加的顶端释放的趋势在统计学上显著增加患有严重哮喘患者对花粉文化。最近已经表明,未分化的和非偏振支气管上皮细胞系以梯牧草花粉提取物的曝光增加CXCL8 / IL-8,GM-CSF,CCL2 / MCP-1和CCL20 / MIP-3α的基因表达或释放[32]。与来自非哮喘供体分化的培养物的相对耐火度相比,哮喘衍生ALI培养物与未分化的模型中的细胞因子谱的相似性表明,哮喘培养物可以是更接近伤口修复的表型。除了信令免疫细胞,细胞因子的释放也可充当自分泌的方式来保护上皮。例如,最近已经表明,CCL2 /的顶端释放MCP-1是在分化PBECs香烟烟雾暴露后增加和顶部施用CCL2 / MCP-1也增加的粘液产生通过顶部表达CC趋化因子受体(CCR)2 [33]。除了影响根尖细胞因子释放,花粉曝光刺激GM-CSF的释放,这是针对基底外侧隔室只有在严重的哮喘患者的文化。上GM-CSF释放此疾病相关的效果类似于H的结果ackett等。[7],谁暴露ALI文化呼吸道合胞病毒(RSV)或颗粒物质。与目前的研究,其中CXCL8 / IL-8被释放两个顶部和基底外侧与CCL5 / RANTES影响不大相反,RSV已显示CXCL8 / IL-8和CCL5的扳机释放/主要向RANTES基底室[34]。这些差异很可能反映了刺激的性质,并说明了潜在的上皮编排(中)在健康和疾病相应的免疫反应。
由于CXCL8 / IL-8显示,ALI文化的花粉接触后释放的最大涨幅,我们分析了详细触发这些反应的底层机制。我们发现,ERK1 / 2和p38 MAPK信号通路参与了顶,但不是在基底,释放CXCL8 / IL-8的。在CXCL8 / ERK1 / 2的参与和p38 MAPK途径IL-8释放先前已经通过使用不同的挑战他人中所示35,36],但在所有这些研究中使用的细胞系车型或未分化PBECs。在我们的分析中,我们发现p38的激活和CXCL8 / IL-8 mRNA表达花粉接触后迅速发生;然而p38蛋白的抑制不影响CXCL8 / IL-8 mRNA水平。未能抑制转录可以解释为什么p38蛋白激酶抑制并不影响基底CXCL8 / IL-8的释放,并与在CXCL8 / IL-8运输至顶部隔,这一信号通路中的作用一致。迄今为止,调控蛋白的至根尖上皮表面运输的潜在的机制尚未完全阐明,和蛋白质的心尖贩卖似乎比基底外侧贩卖更多的异构[37]。由于MAPK信号心尖蛋白质运输途径的参与尚未先前所描述的,我们的研究结果打开要进行进一步详细的调查方式。机制和呼吸道上皮细胞的环境物质的暴露后一个极化介质释放的影响的详细分析,将有助于我们的哮喘的病理生物学的理解,并与新的和有效的治疗方法的发展援助。
致谢
笔者想感谢卡梅利亚莫尔纳(南安普敦大学,英国南安普顿)和Gaby Pleyl-Wisgickl(中心过敏与环境(ZAUM),慕尼黑,德国)的出色技术援助。
脚注
这篇文章有提供补充材料www.www.qdcxjkg.com
支持声明:医学研究理事会资助(UK;授权号G0800649),Synairgen研究有限公司,巴伐利亚Forschungsstiftung(德国; PDOC-65-09)的库纳基金会(瑞士)和SFB / TR22(德国),CK-CARE。斯蒂芬吨霍尔盖特是一个医学研究委员会临床教授。
利益冲突:无申报。
- 收到5月11日,2012年。
- 公认2012年10月15日。
- ©ERS 2013