基于NGF-TrkA正反馈通路探讨气道上皮细胞损伤修复-感觉神经纤维重塑在慢性咳嗽高敏发病机制中的作用研究
批准号:
82100121
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
龙俐
依托单位:
学科分类:
呼吸系统疾病研究新技术与新方法
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
龙俐
中文摘要
咳嗽高敏是难治性慢性咳嗽的病理生理基础,引起持续性咳嗽高敏的机制尚不清楚。申请者前期研究发现此类患者气道感觉神经纤维存在重塑,且其诱导痰中神经生长因子(nerve growth factor, NGF)水平升高,NGF可能来源于损伤修复的气道上皮细胞。既往研究提示NGF-TrkA正反馈通路可引起神经重塑。由此推测,气道上皮细胞损伤修复-感觉神经纤维重塑通过NGF-TrkA正反馈通路促进慢性咳嗽高敏。本项目将通过临床试验观察难治性慢性咳嗽患者气道上皮细胞NGF的合成量及NGF对咳嗽反射敏感性的增强效应;通过豚鼠咳嗽高敏模型观察TrkA受体拮抗剂对NGF引起的咳嗽敏感性增高和气道感觉神经重塑的抑制作用;并通过气道上皮细胞和神经细胞共培养模型阐明NGF-TrkA正反馈环路在慢性咳嗽高敏感性中的促进作用。项目的成功进行将为难治性慢性咳嗽的治疗提供新的靶点。
英文摘要
Cough hypersensitivity is the pathophysiology of refractory chronic cough, but its mechanism remains unknown. Our previous studies found that airway sensory neuroplasticity, which manifested as increased sensitivity and expression of cough receptors occurs in patients with refractory chronic cough. Elevated sputum nerve growth factor (NGF) probably produced by injured airway epithelial cells was also shown in these patients. Previous studies indicated that NGF-TrkA positive feedback loop can result in sensory neuroplasticity. Based on these findings, we speculate airway epithelial cell repair and sensory neuroplasticity contribute to chronic cough hypersensitivity via NGF-TrkA positive feedback loop. To prove our speculation, patients with chronic cough will be recruited to observe the NGF expression in airway epithelial cell and the potentiation of NGF to cough reflex sensitivity; cough hypersensitivity guinea pig model will be established to evaluate the inhibitory effect of TrkA antagonist on airway sensory neuroplasticity; besides, airway epithelial cell and neuron co-culture model will be established to clarify the attribution of NGF-TrkA positive feedback loop to persistent cough hypersensitivity. This study will help to provide novel therapeutic target for refractory chronic cough.
全球慢性咳嗽患病率高达9.6%,在专科门诊中,约20-46%的慢性咳嗽患者最终被诊断为难治性慢性咳嗽。由于对引起持续性咳嗽的关键病理生理机制缺乏了解,目前市面上尚无针对难治性慢性咳嗽的特效药物。咳嗽敏感性是指机体接受外界刺激时,表现出来的咳嗽难易程度。因难治性慢性咳嗽患者表现为对外界理化刺激高度敏感,低浓度的致咳刺激物甚至非致咳刺激物均能诱发患者咳嗽,目前普遍认为咳嗽高敏综合征(cough hypersensitivity syndrome, CHS)是难治性慢性咳嗽的病理生理基础,CHS的发生机制尚未明确。神经生长因子可能通过引起气道炎症和神经重塑,参与咳嗽高敏的发生。本项目通过博来霉素气管内雾化给药诱导的咳嗽高敏豚鼠模型,探索NGF受体TrkA、P75的受体拮抗剂K252a、THX-β对咳嗽高敏的抑制作用,结果提示K252a干预可抑制咳嗽高敏的产生,而THX-β不能抑制咳嗽高敏的产生,证明博来霉素通过NGF-TrkA通路引起咳嗽高敏,抑制NGF-TrkA通路有望治疗咳嗽高敏。通过经鼻滴入PM2.5悬液建立PM2.5诱导的豚鼠咳嗽高敏模型,发现暴露于PM2.5可引起气道炎症、中枢易化和增高豚鼠的咳嗽敏感性。褪黑素显著抑制小胶质细胞的激活并减少气道和迷走背神经复合体的神经源性炎症,这可能有助于减轻咳嗽高敏。通过豚鼠咳嗽变异性哮喘及慢性不可预见性温和刺激情感应激咳嗽变异性哮喘模型,证实BDNF在情感应激咳嗽变异性哮喘的发生发展中发挥重要调控作用,慢性情感应激可能通过引起脑内BDNF增多加剧CVA豚鼠气道炎症。同时,建立气液培养分化的人假复层纤毛柱状上皮细胞模型,并运用健康智齿提取牙髓,培养牙髓干细胞,成功诱导牙髓干细胞分化为神经细胞,有助于从分子机制研究慢性气道炎症性疾病中,气道上皮细胞与神经纤维相互作用对疾病发生、发展的影响。
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