哮喘是一种常见的慢性气道炎症疾病,全球患病率持续上升,严重哮喘(SA)患者对糖皮质激素治疗反应有限,亟需新的治疗靶点。气道上皮作为机体与外界环境的第一道屏障,在哮喘免疫调节中起关键作用。通过支气管上皮转录组学分析,探究哮喘严重程度相关的免疫浸润机制,鉴定关键基因和潜在治疗药物。
广州中医药大学第一附属医院/广州中医药大学岭南医学研究中心/广东省中医药临床研究院等研究团队,
使用YSKD北京元森凯德生物技术公司研制生产的小动物雾化给药仪HY-JSE01,构建OVA/CFA诱导的中性粒细胞哮喘小鼠模型和LPS诱导的人支气管上皮细胞(16HBE)损伤模型。在中科院分区:1区, JCR分区:Q1, 期刊名:Communications Biology,发表题为《Bronchial epithelial transcriptomics and experimental validation reveal asthma severityrelated neutrophilc signatures and potential treatments》
一、研究方法
1. 数据与模型:从GEO数据库获取GSE89809数据集,包含健康对照、轻/中/重度哮喘患者的气道上皮基因表达数据。
北京元森凯德生物技术公司YSKD研制生产的小动物雾化给药仪HY-JSE01 ,用于构建OVA/CFA诱导的中性粒细胞哮喘小鼠模型,通过雾化OVA激发小鼠气道炎症反应。6-8周龄雌性BALB/C小鼠,随机分为对照组和模型组,模型激发期(第21-30天) ,雾化溶液:5%卵清蛋白(OVA)溶液。 雾化流量:0.2 mL/min。处理时间:每日40分钟,连续10天。
- 精准控制雾化条件:恒定的流量和时间设置确保OVA均匀沉积于小鼠气道,提高模型重复性。
- 贴近临床场景:雾化激发方式模拟人类哮喘患者接触过敏原的途径,增强实验结果的临床转化价值。
2. 生物信息学分析:采用ssGSEA、CIBERSORTx等方法评估免疫细胞浸润程度。 通过WGCNA(加权基因共表达网络分析)鉴定与哮喘严重程度相关的模块。 构建PPI(蛋白质互作)和GeneMANIA网络,筛选枢纽基因。
3. 实验验证:通过RT-qPCR、ELISA等检测枢纽基因表达及炎症因子水平。使用CCK-8实验评估药物Reparixin对LPS损伤细胞的保护作用。
二、主要结果
1. 免疫浸润与哮喘严重程度的关联:中性粒细胞、肥大细胞等在SA患者中浸润程度显著高于轻/中度哮喘及健康对照,且与肺功能指标(FEV1、FVC)呈负相关。
2. 枢纽基因鉴定:通过WGCNA和PPI分析,确定10个枢纽基因:PTPRC、TLR2、MMP9、FCGR3B、TYROBP、CXCR1、S100A12、FPR1、CCR1、CXCR2,主要参与中性粒细胞趋化、炎症信号通路。
3. 潜在药物筛选与验证: 药物Reparixin(CXCR1/CXCR2抑制剂)可抑制LPS诱导的16HBE细胞损伤,降低CXCR1、CXCR2和MMP9的表达。
北京元森凯德生物技术公司YSKD研制生产的小动物雾化给药仪HY-JSE01, 通过雾化OVA诱导小鼠气道过敏性炎症,模拟人类哮喘的急性加重过程,使小鼠出现中性粒细胞浸润、黏液高分泌、气道重塑等病理特征。
模型小鼠的肺组织和支气管肺泡灌洗液(BAL)中,枢纽基因(如CXCR1、CXCR2)的表达及中性粒细胞相关炎症因子(如IL-8、MPO)水平显著升高,为后续药物验证提供可靠的病理模型。 哮喘严重程度与中性粒细胞浸润密切相关,10个枢纽基因可作为潜在生物标志物。Reparixin通过靶向CXCR1/CXCR2/MMP9,展现出治疗SA的潜力。
附:北京元森凯德生物技术有限公司研制生产的动物雾化吸入给药仪器,主要包括大/小动物肺部气管直接递送装置(动物气道雾化针)、小动物雾化给药仪,动物口鼻吸入、仅鼻腔雾化/鼻脑给药器、全身式暴露染毒、动物烟气/PM2.5染毒系统、粉尘气溶胶发生器、液体气溶胶发生器、静式吸入染毒柜、臭氧动物暴露装置、动物高低压氧舱,此外给客户多样化提供自动型实验动物安乐死系统(窒息系统、二氧化碳安乐处死箱),实验动物除臭暂存系统,巴马香猪皮,NGI Gentle Rocker智能洗盘装置,NGI新一代撞击器和ACI安德森撞击器的校验与检测。
附:北京元森凯德生物技术有限公司(BEIJING YSKD BIO-TECHNOLOGY CO.,LTD),简称
元森凯德(YSKD),2013年成立于北京中关村科技园,是一家专业从事生命科学类实验仪器研制、生产与销售的科技创新型企业。服务毒理学、药理学、免疫学、生物安全、大气污染物、化学物质毒性鉴定、临床前药物开发与安全性评价、呼吸系统、环境与健康等领域。
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