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研究作者及机构
本研究的主要作者包括Xiangting Bu、Ming Wang、Jing Yuan、Jing Song、Ge Luan、Jiaqi Yu、Yang Wang、Ying Li、Chengshuo Wang和Luo Zhang。他们来自北京同仁医院耳鼻咽喉头颈外科、首都医科大学、北京市鼻病研究重点实验室、北京市过敏性疾病研究实验室以及北京耳鼻咽喉研究所。该研究于2024年3月21日发表在《Journal of Immunology Research》上。
学术背景
慢性鼻窦炎伴鼻息肉（Chronic Rhinosinusitis with Nasal Polyps, CRSwNP）是一种复杂的炎症性疾病，严重影响患者的生活质量，并带来沉重的经济负担。CRSwNP的发病机制涉及多种炎症反应，但其具体的分子机制尚未完全阐明。丝氨酸蛋白酶抑制剂（Serine Proteinase Inhibitors, Serpins）在炎症调控中发挥重要作用，尤其是SerpinB3和SerpinB4在哮喘、银屑病等炎症性疾病中表达上调，但其在CRSwNP中的作用尚未被深入研究。本研究旨在探讨SerpinB3/B4在CRSwNP患者鼻黏膜中的表达、调控及其功能，特别是其在抑制上皮细胞源性CXCL8/IL-8表达中的作用。
研究流程
研究分为多个步骤，详细流程如下：
研究对象及样本收集
研究共纳入97名参与者，包括36名嗜酸性CRSwNP患者、30名非嗜酸性CRSwNP患者和31名健康对照。所有CRSwNP患者均根据2020年欧洲鼻窦炎和鼻息肉指南进行诊断。样本包括鼻黏膜组织、刷取细胞和鼻分泌物。健康对照组为因鼻中隔偏曲接受手术但无鼻窦疾病的患者。
RNA提取与实时定量PCR
从鼻息肉、鼻黏膜、刷取细胞和培养细胞中提取总RNA，使用TRIzol试剂进行RNA提取，并通过实时定量PCR（qPCR）检测SerpinB3和SerpinB4的mRNA表达水平。GAPDH作为内参基因。
蛋白质提取与Western blotting
从鼻黏膜组织中提取总蛋白，使用BCA蛋白定量试剂盒测定蛋白浓度。通过Western blotting检测SerpinB3和SerpinB4的蛋白表达水平，GAPDH作为内参蛋白。
酶联免疫吸附试验（ELISA）
使用ELISA技术检测鼻分泌物中SerpinB3和SerpinB4的浓度，以及培养细胞上清液中IL-8的浓度。
免疫荧光染色
对鼻黏膜组织进行免疫荧光染色，定位SerpinB3和SerpinB4的表达位置，并使用DAPI染色细胞核。
细胞培养与刺激实验
从CRSwNP患者的鼻息肉中分离原代人鼻上皮细胞（Human Nasal Epithelial Cells, HNECs），并在气液界面（Air-Liquid Interface, ALI）条件下培养。细胞培养2周后，分别用IL-4、IL-5、IL-6、IL-17a等炎症因子刺激24小时，检测SerpinB3和SerpinB4的表达变化。
转录组测序与数据分析
对ALI培养的HNECs进行RNA测序，分析SerpinB3和SerpinB4刺激后的差异表达基因（Differentially Expressed Genes, DEGs）。使用Metascape平台进行通路富集分析，并通过STRING数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用（Protein-Protein Interaction, PPI）网络。
小干扰RNA（siRNA）转染实验
设计针对SerpinB3和SerpinB4的siRNA，转染HNECs，检测CXCL8/IL-8的表达变化。
主要结果
1. SerpinB3/B4在CRSwNP患者中表达上调
qPCR和Western blotting结果显示，SerpinB3和SerpinB4在CRSwNP患者的鼻黏膜、刷取细胞和鼻分泌物中的表达显著高于健康对照组。免疫荧光染色进一步证实，SerpinB3和SerpinB4主要在上皮细胞中表达。
炎症因子对SerpinB3/B4的调控
ALI培养的HNECs在IL-4、IL-5、IL-6和IL-17a刺激下，SerpinB3和SerpinB4的表达显著上调。
SerpinB3/B4对CXCL8/IL-8的抑制作用
转录组测序和PPI网络分析显示，CXCL8是SerpinB3和SerpinB4调控的核心基因。ELISA和qPCR结果证实，SerpinB3和SerpinB4能够显著抑制HNECs中CXCL8/IL-8的表达，而siRNA敲低SerpinB3/B4则导致CXCL8/IL-8表达上调。
结论
本研究发现，SerpinB3和SerpinB4在CRSwNP患者的鼻黏膜中表达上调，并通过抑制上皮细胞源性CXCL8/IL-8的表达发挥抗炎作用。这一发现揭示了SerpinB3/B4在CRSwNP中的潜在保护机制，为其作为CRSwNP的治疗靶点提供了理论依据。
研究亮点
1. 首次揭示了SerpinB3/B4在CRSwNP中的表达及其功能。
2. 通过转录组测序和PPI网络分析，明确了CXCL8是SerpinB3/B4调控的核心基因。
3. 提出了SerpinB3/B4通过抑制CXCL8/IL-8表达发挥抗炎作用的新机制。
研究价值
本研究不仅为CRSwNP的分子机制提供了新的见解，还为开发针对SerpinB3/B4的治疗策略提供了潜在靶点。此外，SerpinB3/B4在鼻刷取细胞和鼻分泌物中的高表达表明其可能作为CRSwNP的非侵入性生物标志物。