华中科技大学同济医学院附属同济医院 刘争
慢性鼻窦炎(CRS)是鼻/鼻窦黏膜的慢性炎症性疾病;CRS引起的鼻塞、嗅觉减退等症状显著地影响患者的生活质量。此外,因其常合并哮喘和阻塞性肺疾病,CRS目前已经成为严重的公共健康问题。CRS具有显著的异质性;嗜酸粒和中性粒细胞性炎症是CRS的两个主要炎症类型,它们对糖皮质激素、生物制剂以及手术治疗存在不同的反应。探究这两种炎症状态的形成机制和作用对CRS精准诊治有重要意义。
细胞代谢是由数千种不同的代谢物和酶构成的复杂网络,而这些代谢物和酶是细胞产生核酸、蛋白质、脂质、碳水化合物和能量所必需的。代谢在维持细胞增殖和活化中起着关键作用。代谢途径的紊乱是多种疾病发生的基础。静态细胞和激活细胞均需要三磷酸腺苷酶维持细胞功能,这是由糖酵解、三羧酸循环和磷酸戊糖途径协调完成。
我们团队通过质谱非靶向检测对照组的下鼻甲组织,CRS患者的鼻息肉组织和病变的鼻黏膜组织,以探究CRS的代谢状况。研究结果发现,伴和不伴鼻息肉的CRS组织局部代谢物特征存在显著差异,且与组织炎症类型以及预后相关;我们发现,谷胱甘肽氧化还原失衡可能通过调控CXCL8的产生参与CRS中性粒细胞炎症的形成和CRS的难治状态。
鼻黏膜上皮细胞构成了上呼吸道的第一道防线,通过分泌大量细胞因子、趋化因子、预警素等调控局部免疫和炎症状态。我们团队首次发现CRS上皮细胞存在糖代谢的增强,以糖酵解增强为主,与中性粒细胞炎症密切相关。该研究以鼻腔分泌物中葡萄糖浓度增高这一现象出发,发现高糖促进上皮细胞的糖酵解,导致大量乳酸的产生和一系列基因表达水平的变化,其中和中性粒细胞炎症密切相关的IL-1β、TNF-α和CXCL8的表达水平显著上调;体内乳酸的水平和上皮细胞IL-1β、TNF-α和CXCL8的表达水平正相关。有趣的是,IL-1β和TNF-α联合刺激鼻上皮细胞,可以增强其糖酵解水平;研究提示CRS局部炎症与鼻上皮细胞的糖酵解存在正反馈作用。进一步研究显示,抑制糖酵解可以显著削弱鼻黏膜上皮细胞对IL-1β、TNF-α和CXCL8的分泌,提示抑制鼻上皮细胞的糖酵解可以调控CRS局部炎症状态。但糖酵解是如何调控鼻黏膜上皮细胞基因表达的,糖酵解对鼻黏膜炎症细胞是否也有调控作用目前尚不清楚。
总结来讲,紊乱的代谢状态参与了CRS的发病机制,进一步研究CRS代谢紊乱的机制和作用可为CRS的治疗提供新的思路和靶点。