吉非替尼(Gefitinib)治疗增强了纤毛细胞的恢复

　　香烟烟雾暴露是一个主要的健康危害。气道上皮中的纤毛细胞在防止吸入香烟烟雾的有害影响方面发挥着关键作用。吸烟者的纤毛细胞数量减少，这会削弱宿主的防御能力并导致疾病。纤毛细胞丢失的机制尚不清楚。使用正常人支气管上皮细胞和 Vitrocell ® VC 10 ® 的体外培养物检测整个香烟烟雾暴露对人气道纤毛纤毛细胞的影响吸烟机器人。这些实验表明，整支香烟烟雾会导致已分化纤毛细胞的损失，并抑制纤毛细胞从未分化的基底细胞分化。此外，在烟雾暴露期间用表皮生长因子受体 (EGFR) 酪氨酸激酶抑制剂吉非替尼（Gefitinib）治疗可防止纤毛细胞丢失并促进纤毛细胞从基底细胞分化。最后，在停止接触烟雾后纤毛细胞的恢复受到抑制，但吉非替尼（Gefitinib）治疗增强了纤毛细胞的恢复。这些数据表明，抑制 EGFR 活性可能为治疗烟雾相关疾病提供治疗益处。

　　在动物模型和人类中，长期接触香烟烟雾已被证明会通过减少纤毛细胞的数量来引起气道上皮细胞的重塑，但是纤毛细胞丢失的机制尚未得到很好的研究，也没有完全明白。以前大多数关于香烟烟雾对纤毛细胞影响的体外研究都是使用香烟烟雾提取物进行的。此处介绍的实验检查了 WCS 暴露对使用 Vitrocell®VC 10®吸烟机器人在 ALI 培养中生长的人类纤毛上皮细胞的影响。使用这种烟雾暴露方法是因为它更准确地反映了体内香烟烟雾暴露，并且可以以可重复的方式严格控制。从这些实验中获得的结果表明，WCS 以两种方式导致纤毛细胞减少。首先，WCS 导致在 7 天的暴露期间，分化培养物中现有纤毛细胞的数量减少。纤毛细胞的损失可能是由于现有纤毛细胞的去分化，因为活力测定显示没有明显的细胞死亡。此外，暴露于 WCS 的细胞中 MCIDAS 和 FoxJ1 mRNA 的水平降低，这与纤毛细胞的去分化一致。用 CSE 处理的分化 NHBE 细胞也报道了类似的结果表明两种暴露于烟雾的方法对分化的纤毛细胞具有相似的影响。这些结果与 WCS 暴露抑制 MCIDAS 导致 FoxJ1 表达缺失的模型一致，这反过来又降低了维持纤毛和最终纤毛降解所必需的基因的表达。此外，该模型也与吸烟者肺部纤毛较短的观察结果一致。

　　除了导致现有纤毛细胞的急性损失外，我们还发现 WCS 抑制纤毛细胞从基底干细胞分化。CSE 治疗和 WCS 治疗报告了类似的观察结果]。为了研究 WCS 抑制纤毛细胞分化的机制，我们测量了 WCS 对纤毛细胞分化所必需的两个基因 MCIDAS 和 FoxJ1 表达的影响。先前的研究表明，MCIDAS 表达先于并是纤毛发生途径中 FoxJ1 表达所必需的，因此 WCS 可能抑制 MCIDAS、FoxJ1 或两者的表达。在分化细胞中，我们发现 MCIDAS 和 FoxJ1 mRNA 均显着减少，但在分化细胞中，我们观察到 FoxJ1 减少但 MCIDAS mRNA 没有减少。这表明 WSC 可能会抑制 MCIDAS 的表达，从而导致 FoxJ1 表达减少，从而导致现有纤毛的去分化，但在分化细胞中，WCS 似乎以独立于 MCIDAS 的方式抑制 FoxJ1 表达，这表明控制 FoxJ1 转录的可能不同机制。需要进一步的研究来解决这个问题。这些数据表明，由于 WCS 暴露导致气道中纤毛细胞的长期重塑和丢失是由于急性纤毛细胞丢失和通过基底细胞分化抑制纤毛细胞替代的组合。

　　更有趣的是，我们提供的数据显示 EGFR 抑制剂吉非替尼（Gefitinib）可防止烟雾引起的纤毛细胞急性损失和纤毛细胞分化的抑制。EGFR 信号传导的香烟烟雾诱导已被公认为粘液过度生产，上皮细胞连接和基因表达的破坏的主要因素]，然而它对纤毛细胞的影响尚未得到很好的证实。吉非替尼（Gefitinib）可防止纤毛细胞丢失并促进纤毛细胞分化的发现表明 EGFR 信号传导也介导 WCS 诱导的纤毛细胞减少。这也意味着 EGFR 抑制剂可能是有用的治疗剂，可用于防止因纤毛细胞丢失而破坏 MCC，并可能在停止接触 CS 后恢复纤毛细胞和 MCC。这通过将分化的 NHBE 细胞暴露于 WCS 并在 WCS 暴露停止后允许纤毛细胞在有或没有吉非替尼（Gefitinib）的情况下恢复来测试。我们发现，与未处理的细胞相比，吉非替尼（Gefitinib）处理的细胞在 WCS 暴露终止后更换纤毛细胞要好得多。这些数据表明，在 WCS 暴露停止后，WCS 诱导的 EGFR 信号传导持续存在，并抑制基底细胞分化以替代丢失的纤毛细胞。已经报道了烟雾诱导的 EGFR 信号传导的几种机制，包括诱导 EGFR 配体表达。膜束缚配体的蛋白水解释放和非配体介导的激活，然而，如果这些中的任何一个负责 WCS 停止后持续的 EGFR 信号传导，还有待确定。总之，此处提供的数据表明，WCS 暴露激活 EGFR 信号通过导致纤毛细胞丢失和抑制纤毛细胞替代导致 MCC 减少和宿主防御效率低下来促进呼吸系统疾病。此外，它表明 EGFR 酪氨酸激酶活性抑制剂及其下游信号分子可能在治疗上可用于防止气道纤毛细胞丢失和促进纤毛细胞替代以治疗和/或预防由 WCS 暴露引起的气道疾病。

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