2. 江苏省中药药效与安全性评价重点实验室, 江苏 南京 210023;
3. 南京中医药大学附属苏州市中医医院苏州市吴门医派研究院, 江苏 苏州 215003
2. Jiangsu Key Laboratory for Pharmacology and Safety Evaluation of Chinese Materia Medica, Nanjing 210023, China;
3. Suzhou Wu Men Yi Pai Research Institute, the Affiliated Suzhou Hospital of TCM of Nanjing University of TCM, Suzhou Jiangsu 215003, China
支气管哮喘(简称哮喘)是一种由多种炎性细胞及组分参与的慢性炎症性疾病[1]，严重威胁人们的生活质量。已有研究发现多种蛋白参与了支气管哮喘的发生与发展，其中尤以E-钙粘蛋白(E-cadherin,E-cad)的作用最为明显。E-cad是一类同源细胞间黏附的钙离子依赖性跨膜糖蛋白，它不仅介导蛋白与蛋白之间的相互作用，同时对于维持上皮细胞形态、组织完整及气道重塑发挥重要作用[2]。诸多研究表明，E-cad的异常表达与多种炎症密切相关，如胆管炎[3]、膀胱炎[4]及慢性牙周炎[5]等，且进一步研究发现，E-cad在这些炎症中的表达均呈现下调趋势。近年来，有研究发现E-cad在哮喘患者尤其是支气管哮喘中的表达明显降低[6, 7, 8]，表明E-cad在支气管哮喘的发生发展过程中发挥了重要作用。本文对近年来E-cad在支气管哮喘中作用研究进展进行综述，并对E-cad异常表达介导支气管哮喘发生与发展的分子机制进行概述，为后续研究及临床治疗提供重要参考。
1 E-钙粘蛋白及其主要生理功能E-cad是一种I型跨膜糖蛋白，分子质量约120 ku，定位于人染色体16q22.1区域，广泛分布于上皮细胞表面，能够介导黏附连接蛋白(Adherens Junctions,AJs)连接相邻的细胞并使细胞-细胞间的连接成熟。研究发现，E-cad是由一个上皮细胞间同型的、钙离子依赖黏着的胞外域和一个高度保守的胞质尾组成[9]。在细胞膜上，E-cad的胞质区域只有和锚蛋白P120 catenin、β-catenin以及α-catenin结合，进而与微管网和肌动蛋白细胞骨架形成接口，从而使得其处于结构上的稳定状态。E-cad除了能维持细胞的正常结构，还能通过紧密连接蛋白(Zonula Occludens 1,ZO-1)及相关核酸结合蛋白等多种转录因子调节细胞的增殖和分化[10]。与此同时，研究还发现E-cad还能够为紧密连接蛋白(Tight Junctions,TJs)等连接复合物的形成提供必要的结构。研究显示，当支气管上皮层中的E-cad异常表达时，会引起TJs的组成蛋白ZO-1、occludin及claudins发生异位，进而导致TJs结构发生扭曲[11]。该研究表明，气道上皮细胞中E-cad在建立和维持细胞-细胞间的连接中起到不可或缺的作用。
2 E-钙粘蛋白异常表达介导支气管哮喘的发生与发展研究发现，哮喘患者中分化的支气管细胞连接分子E-cad和ZO-1的表达较正常人明显降低[11, 12]，提示E-cad参与并介导了支气管哮喘的发生发展过程。de 等[13]研究表明，在哮喘患者中E-cad蛋白表达水平越低，屏障功能缺失就越明显，而屏障功能缺失又会进一步促进哮喘的发生与发展。Ierodiakonou等[14]对临床138名哮喘患者进行支气管活检，研究结果显示，这些哮喘患者中的E-cad表达较健康者明显偏低，进一步研究发现，E-cad能够介导支气管的气道重塑，其表达偏低影响了气道的重塑，进而加重支气管哮喘的进展。Yuksel等[15]对临床上哮喘患者肺呼出气冷凝物中E-cad进行检测，并将E-cad水平作为上皮损伤的一个指标。结果表明，哮喘患者肺呼出气冷凝物中E-cad的表达较健康者明显减少，表明哮喘患者的上皮受到了一定程度的损伤。Jia等[16]采用卵白蛋白(Ovalbumin,OVA)诱导大鼠构建哮喘模型并通过Western blot检测哮喘大鼠肺组织匀浆中E-cad表达，结果显示模型组中E-cad的表达较正常对照组明显降低，并且研究还发现模型组气道组织及平滑肌较正常组明显增厚。进一步研究发现，哮喘大鼠在给予卡介苗治疗后，其E-cad的表达较模型组明显上调，气道重塑得到改善。另有研究发现，在用甲苯二异氰酸酯诱发哮喘的小鼠中，其E-cad的分布明显异常，而预先给予地塞米松后则能够明显缓解E-cad的免疫反应性[17]。综上表明，E-cad的异常分布和表达在支气管哮喘的发生与发展进程中起到重要作用。
3 E-钙粘蛋白异常表达介导哮喘发生与发展的主要分子机制 3.1 EMT介导E-cad异常表达并促进哮喘的发生上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)是指上皮细胞通过特定程序转化为具有间质表型细胞的生物学过程。目前，有关EMT调控E-cad的表达已在胚胎发育和上皮肿瘤中被广泛研究，同时研究发现，Snail家族成员Snail-1 (Sna-1)，Slug (Sna-2)和Zeb家族抑制转录因子均可调控E-cad的表达，且主要是下调E-cad的表达[18]。深入研究表明，EMT主要参与以下病理过程，包括异常上皮的修复[19]、特发性肺纤维化中的瘢痕组织形成[20]以及闭塞性细支气管炎[21]。Fischer等[22]采用尘螨诱导构建小鼠实验性哮喘模型并检测上皮细胞中EMT相关指标的变化。结果表明，上皮细胞中E-cad的表达明显减少，而波形蛋白和α-平滑肌肌动蛋白的表达却有所增加。众所周知，波形蛋白和α-平滑肌肌动蛋白均为EMT的标志物，因此上述结果提示EMT过程可能参与了哮喘的进程。另有研究表明，EMT过程介导E-cad表达下调可引起β-catein与信号转导分子Smads结合增多，进而促进细胞骨架发生重排并引起气道重塑[23]。综上所述，EMT过程介导了哮喘的发生与发展，其下游基因的活化则会进一步促进哮喘的进展。
3.2 表皮生长因子受体介导E-cad异常表达并促进哮喘的发生近年来，有研究发现哮喘病人气道中表皮生长因子(epidermal growth factor receptor,EGFR)的活性及表达均有所升高，这被认为可能是导致E-cad介导屏障功能缺失的一个潜在因素[24]。Heijink等[25]研究表明，利用siRNA沉默E-cad后，其介导的细胞连接及屏障功能功能明显减弱，并引起EGFR的磷酸化明显增加，进而磷酸化的EGFR进一步激活其下游MEK/ERK-1/2和p38 MAPK通路，导致Th2型炎症反应趋化因子TRAC和胸腺基质淋巴生成素TSLP表达增加，从而促进哮喘的发生与发展。
3.3 RhoA/Rho-kinase信号介导E-cad异常表达并促进哮喘的发生Rho激酶是GTP结合蛋白RhoA的效应分子，它的生理功能主要包括介导平滑肌的收缩、细胞的迁移和增殖。目前研究显示RhoA/Rho-kinase相关卷曲螺旋形成蛋白激酶信号参与介导哮喘、肺动脉高压、特发性肺纤维化及肺癌等多种肺部疾病的病理生理过程[26]。Forteza等[27]研究显示，正常人支气管上皮细胞接触香烟烟雾后，其E-cad的表达和跨上皮电阻明显减少。进一步研究发现，香烟烟雾生成的透明质酸片段可与其受体结合并能通过RhoA/Rho信号来抑制E-cad蛋白及基因的表达，从而导致上皮细胞-细胞之间连接的缺失，进而促进了哮喘的发生发展。与此同时，Kume等[28]研究表明，RhoA蛋白可以通过介导平滑肌的收缩性，进而提高气道的反应性，并通过调控E-cad蛋白的表达介导哮喘的进程。
4 小结支气管哮喘作为一种临床常见的气道慢性炎症，近年来其发病率逐渐升高，对人们的健康产生很大威胁。多种因素参与并介导了该病的发生发展过程，其中E-cad的异常表达在该病的进程中发挥重要作用。本文对近年来E-cad的异常表达在支气管哮喘中作用研究进展进行了综述，加深了我们对于支气管哮喘生理、病理过程的理解。
目前临床上关于哮喘的治疗主要以糖皮质激素和β2受体激动剂单用或联合用药为主[29]，但这些治疗方法不能从根本上达到治愈哮喘的目的，这使得找到根治哮喘的方法迫在眉睫。已有研究发现E-cad的异常表达介导了哮喘的发生与发展，那么临床上针对E-cad开展哮喘的治疗可以采取哪些治疗策略呢？根据上述E-cad介导哮喘发生发展的机制研究，我们认为主要可以采用以下3种方法开展对哮喘的治疗：(1) 针对EMT在介导哮喘发生发展过程中的重要作用，临床上可通过采用EMT抑制剂或阻断剂阻断EMT过程[30]，并且联用糖皮质激素或β2受体激动剂，排除了EMT过程对哮喘过程的影响，使得气道重塑的过程得以缓解或抑制，从而达到治疗哮喘的目的；(2) 联用EMT抑制剂和EGFR抑制剂，通过阻断介导哮喘的两个主要过程，首先实现对哮喘发病病机的控制，进而辅以糖皮质激素或β2受体激动剂进行治疗，从而达到治疗哮喘的效果；(3) 联合应用EMT抑制剂、EGFR抑制剂和RhoA/Rho激酶抑制剂，通过全面抑制导致哮喘的主要机制和其代偿效应，进而实现治疗哮喘的目的。
当然，目前对于E-cad在支气管哮喘中作用的研究还不够深入，同时E-cad介导调控支气管哮喘进程的深入机制仍有待进一步研究。综上所述，笔者认为E-cad有望成为防治支气管哮喘的新靶点。
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