客观日本

日本查明嗜碱性粒细胞与慢阻肺发病密切相关

2018年12月17日 生物医药
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日本东京医科齿科大学过敏与免疫学专业的乌山一教授与该校综合呼吸道疾病学专业的研究生柴田翔、宫崎泰成教授组成的研究小组,利用COPD(慢性阻塞性肺病,简称“慢阻肺”)的动物模型研究发现,作为稀有血细胞之一的嗜碱性粒细胞在慢阻肺的特征性肺损伤(肺气肿)的形成中发挥了重要作用。

东京医科齿科大学的研究生柴田翔(左)、乌山一教授(中)和宫崎泰成教授(右)

东京医科齿科大学的研究生柴田翔(左)、乌山一教授(中)和宫崎泰成教授(右)

研究小组发现,侵入肺部的单核细胞在嗜碱性粒细胞分的IL-4物质的作用下,会变成间质巨噬细胞,间质巨噬细胞产生的MMP-12蛋白分解酶会损伤肺组织,从而形成肺气肿。

通过这项研究,研究小组在细胞水平和分子水平明确了此前一直不清楚的慢阻肺初期阶段肺气肿的形成过程。利用该研究结果详细分析人体的慢阻肺形成过程,有望针对此前尚无根治疗方法的慢阻肺开发出新的预防方法和治疗药物。

全球有1亿7450万慢阻肺患者,该病的特点是伴有慢性支气管炎和进行性肺气肿(图1)。长期吸入香烟等有害物质会引发慢阻肺,戒烟后病情也继续发展,会引发咳嗽、咳痰、呼吸困难等症状。慢阻肺的死亡率目前排全球第四位,据世界卫生组织预测,到2030年将上升至第三位。同样具有气道阻塞症状的支气管哮喘的发病机理已经查明,开发出了以免疫球蛋白E(IgE)和细胞因子为靶向的抗体药物,但关于慢阻肺,尤其是肺气肿的形成、发病机理分析和治疗方法的开发都比较滞后。

日本查明嗜碱性粒细胞与慢阻肺发病密切相关

研究概要

向实验动物小鼠的鼻中注入弹性蛋白酶,可以引发与人类慢阻肺类似的肺气肿(图2)。此时,在血液中循环的各种白细胞会侵入肺中诱发炎症。研究小组重点着眼于白细胞中的嗜碱性粒细胞。嗜碱性粒细胞是一种稀有细胞,数量还不到进入肺中的白细胞的1%,但令人吃惊的是,体内去除了嗜碱性粒细胞的小鼠不会发生肺气肿(图3)。研究小组由此判断,嗜碱性粒细胞与肺气肿的形成密切相关。

日本查明嗜碱性粒细胞与慢阻肺发病密切相关 日本查明嗜碱性粒细胞与慢阻肺发病密切相关

此前的研究已经发现,嗜碱性粒细胞会分泌多种物质,其中一种是名为IL-4的细胞因子。研究小组调查了无法产生IL-4的小鼠,发现没有形成肺气肿(图4)。也就是说,嗜碱性粒细胞产生的IL-4与肺气肿的形成密切相关。

日本查明嗜碱性粒细胞与慢阻肺发病密切相关

接下来,研究小组调查了来自嗜碱性粒细胞的IL-4是如何引发肺气肿的。结果发现,从血液中侵入肺部的白细胞之一——单核细胞在来自嗜碱性粒细胞的IL-4的作用下,会变成间质巨噬细胞,这种间质巨噬细胞产生的蛋白分解酶(MMP-12)会损伤肺组织,从而形成肺气肿(图5)。

日本查明嗜碱性粒细胞与慢阻肺发病密切相关

文 JST客观日本编辑部

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