PNAS: STIM1是哮喘气道平滑肌重构和高反应性的核心触发因子

气道重塑和气道高反应性是哮喘严重程度的主要驱动因素。气道重塑是一种结构改变，涉及气道平滑肌细胞从静止状态到增殖和分泌表型的去分化。在这里，作者展示了哮喘小鼠ASM中内质网钙离子感应器基质相互作用分子1(STIM1)的上调。STIM1是支持气道REM的代谢和转录重编程所必需的。

图片来源: https://doi.org/10.1073/pnas.2114557118

已明确证实，AR，特别是ASM质量的增加是哮喘的病理特征，有助于疾病的严重程度。在ASM重塑过程中，ASM细胞经历了从静止表型到合成表型的表型转换。这种表型转换的分子机制在很大程度上仍不清楚。有证据表明，ASM细胞重塑与表面受体、离子通道和Ca2+信号通路的分子重编程之间存在重要关联。

具体来说，STIM1是大多数细胞类型中SOCE的关键组成部分，在慢性高血压和再狭窄等疾病中血管平滑肌重塑中是必需的。作者先前已经证明STIM1蛋白是ASM细胞增殖和迁移所必需的，并且从卵白蛋白激发的哮喘小鼠分离的ASM细胞中STIM1的表达增加。其他研究表明，SOCE、3，5-双(三氟甲基)吡唑和RP3128的药理抑制剂可减轻哮喘啮齿动物模型的气道炎症和AHR。

然而，ASM STIM1在AR、AHR和哮喘中的具体作用仍不清楚。尽管这些SOCE抑制剂的特异性值得怀疑，但作者的工作表明，通过STIM1缺失在ASM特异性抑制SOCE足以减轻哮喘患者的AR和AHR。

在这里，作者证明了ASM STIM1蛋白在慢性HDM激发的哮喘小鼠中的表达增加，并且STIM1是AR所必需的，通过激活NFAT4。作者发现，HDM攻击的STIM1smKO小鼠的气道纤维化较少，IL-6的分泌减少，IL-6是一种已知的诱导气道纤维化的细胞因子。由于气道纤维化的机制尚不明确，ASM细胞已成为重要的免疫调节细胞，能够分泌细胞因子和细胞外基质。

IL-6也是由激活的气道上皮细胞分泌的，已被证明可以刺激平滑肌细胞的增殖和迁移。已证实HDM可诱导SOCE介导的气道上皮细胞产生IL-6。因此，气道细胞中HDM和激动剂介导的STIM1介导的SOCE以及随后的IL-6分泌可能形成维持AR的正反馈环路。

作者的转录图谱实验的一个显著发现是，哮喘相关基因ORMDL3在作者的STIM1KD HASMCs中下调，而肌肉收缩通路正向丰富，这表明合成的HASMCs中的STIM1KD诱导细胞分化回到健康气道的静止/收缩表型。虽然需要进一步研究才能了解相关的分子机制，但STIM1依赖的信号转导可能在ASM重构的去分化过程中起到分子检查点的作用。

机制摘要图

图片来源: https://doi.org/10.1073/pnas.2114557118

综上所述，ASM STIM1在哮喘中表达上调，通过SOCE介导受体诱导的Ca2+信号，激活ASM、NF AT4中的Ca2+振荡，以及下游的促重塑转录程序，对AR和AHR都是至关重要的。作者认为干扰STIM1功能和阻断SOCE的药物可能有效地减轻哮喘患者的AHR和AR。由于STIM1和SOCE对免疫细胞和上皮细胞功能也至关重要，而这些细胞类型是哮喘气道炎症的关键组成部分，因此STIM1和SOCE可能是理想的靶点哮喘治疗。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Martin T Johnson et al. STIM1 is a core trigger of airway smooth muscle remodeling and hyperresponsiveness in asthma. Proc Natl Acad Sci U S A. 2022 Jan 4;119(1): e2114557118. doi: 10.1073/pnas.2114557118.