EGR2：IL-13/STAT6信号通路靶点，诱导过敏性气道杯状细胞化生的关键转录因子 中文标题：揭示EGR2作为IL-13/STAT6信号通路关键靶点在过敏性气道杯状细胞化生中的作用机制

《Allergology International》：Early growth response 2 as a target of IL-13/STAT6 signaling induces the goblet cell metaplasia of allergic airway epithelia

本刊推荐一篇发表于《Allergology International》的研究论文。为探究过敏性哮喘气道杯状细胞化生的机制，研究人员聚焦于早期生长反应蛋白2（EGR2）在IL-13/STAT6信号通路下游的作用。研究发现EGR2在过敏性气道中特异性上调，是驱动杯状细胞化生和粘蛋白MUC5AC过表达的直接转录因子，干预EGR2为哮喘核心病理特征的靶向治疗提供了新思路。

　　

当你感觉呼吸困难、喘不上气，那可能不仅仅是简单的感冒，而是一种更复杂的状况——哮喘正在发作。哮喘是一种常见的慢性气道炎症性疾病，影响着全球数百万人的生活。在哮喘患者的气道里，除了炎症细胞浸润，还发生着一场微观的“重塑”：正常的气道表皮细胞会异常地转变为杯状细胞（这种过程称为“化生”），导致粘液（主要由MUC5AC粘蛋白构成）大量分泌。这些粘稠的痰液堵塞气道，加重了呼吸困难，并与疾病的严重程度甚至死亡率息息相关。科学家们已经知道，一种名为白细胞介素-13（IL-13）的细胞因子在这一过程中扮演着关键角色，它通过激活信号转导与转录激活因子6（STAT6）通路来驱动杯状细胞化生。然而，这个通路下游的具体执行者——那个直接决定细胞命运转换的“分子开关”——其身份和具体作用机制尚不完全清晰，这正是该领域需要突破的瓶颈。为了解开这个谜团，来自杭州城市大学医学院附属安吉人民医院的研究团队进行了一项深入研究，首次揭示了早期生长反应蛋白2（Early Growth Response 2， EGR2）作为IL-13/STAT6信号通路的下游关键靶点，在诱导过敏性气道杯状细胞化生中的核心作用。这项研究发表在《Allergology International》期刊上，为哮喘气道重塑的机制理解提供了新的重要视角，并提示靶向EGR2可能成为治疗哮喘粘液高分泌这一核心特征的新策略。

研究人员综合利用了多种关键技术来验证他们的科学假说。研究样本来源包括儿童过敏患者队列的肺泡灌洗液细胞以及小鼠过敏模型。主要技术方法包括：使用卵清蛋白（OVA）致敏和激发建立小鼠过敏性气道炎症模型以及IL-13诱导的杯状细胞化生模型；采用腺病毒介导的短发夹RNA（shRNA）敲低技术和腺相关病毒（AAV）介导的过表达技术，在体内外特异性调控气道表皮细胞中EGR2的表达；通过定量聚合酶链反应（qPCR）、蛋白质印迹法（Western blotting）和免疫组织化学/免疫荧光染色等技术检测基因和蛋白表达水平；利用染色质免疫共沉淀（Chromatin Immunoprecipitation， ChIP）和荧光素酶报告基因实验鉴定EGR2的直接转录靶点；通过气道高反应性（Airway Hyperresponsiveness， AHR）检测系统评估小鼠的肺功能。

结果

1. EGR2在过敏性气道表皮中高表达

研究人员发现，在OVA诱导的小鼠过敏性气道炎症模型中，以及患有过敏性哮喘的儿童的肺泡灌洗液细胞中，EGR2（而非其家族成员EGR1和EGR3）的表达水平在气道表皮细胞中显著上调。对已发表的人类原代气道上皮细胞RNA测序数据的重新分析也证实，IL-13刺激能显著诱导EGR2的表达。

2. IL-13/STAT6信号通路诱导EGR2在过敏性气道表皮中的表达

在培养的人支气管上皮细胞（16HBE细胞）和小鼠体内实验中，IL-13处理能以时间和剂量依赖的方式上调EGR2的表达。重要的是，使用STAT6的特异性抑制剂AS1517499，可以有效阻断IL-13或过敏原诱导的EGR2表达上调，同时也能减轻杯状细胞化生和粘液高分泌。

3. EGR2诱导过敏性气道表皮中的杯状细胞化生和Muc5ac基因表达

在细胞实验中，利用小干扰RNA（siRNA）敲低EGR2可显著降低IL-13诱导的MUC5AC粘蛋白的表达；反之，过表达EGR2则能增强MUC5AC启动子的活性。通过生物信息学预测和ChIP实验，研究人员发现EGR2能够直接结合到Muc5ac基因的启动子区域，且这种结合在IL-13刺激后增强。在小鼠体内，通过腺病毒敲低气道表皮中的EGR2，可以显著减轻IL-13诱导的杯状细胞化生和粘液高分泌。

4. 敲低气道表皮中的EGR2可减轻过敏性气道杯状细胞化生和粘液高分泌

在OVA诱导的小鼠哮喘模型中，通过腺病毒敲低气道表皮特异性EGR2的表达，虽然不影响过敏原引起的炎症细胞浸润和Th2细胞因子水平，但能显著减轻气道杯状细胞化生、MUC5AC蛋白表达以及气道高反应性（AHR），即改善了肺功能。

5. 过表达EGR2可促进过敏性气道表皮中的杯状细胞化生

相反，利用腺相关病毒在气道表皮中过表达EGR2，即使在未受过敏原挑战的小鼠中也能诱导杯状细胞化生和粘液高分泌的基础水平增加，并能显著加重OVA挑战诱导的上述病理表型，同时加剧气道高反应性，且同样不影响炎症浸润。

结论与讨论

本研究首次系统性地阐明了转录因子EGR2在过敏性哮喘气道杯状细胞化生中的关键作用。研究者提出并验证了一个新的分子通路模型：在哮喘发病过程中，过度产生的Th2细胞因子IL-13激活气道表皮细胞的JAK-STAT6信号通路，导致下游转录因子EGR2的表达上调。高表达的EGR2随后直接与粘蛋白基因Muc5ac的启动子区域结合，从而驱动MUC5AC的过度产生，最终诱导气道上皮的杯状细胞化生和粘液高分泌。

这一发现具有多重重要意义。首先，它扩展了人们对IL-13/STAT6通路下游调控网络的认识，将EGR2确立为驱动杯状细胞表型的一个新的、关键的转录因子，与已知的SPDEF、FOXA2等因子共同构成了复杂的调控网络。其次，研究通过功能增益（过表达）和功能缺失（敲低）实验，在体内外均证明了EGR2对于诱导杯状细胞化生既是“充分条件”也是“必要条件”，凸显了其核心地位。第三，研究发现干预EGR2可以在不影响整体炎症反应的情况下，特异性改善粘液高分泌和气道高反应性这两个直接影响患者症状和肺功能的核心病理特征，这为开发靶向治疗策略提供了极具吸引力的新方向。由于杯状细胞化生和粘液高分泌也是慢性阻塞性肺疾病（Chronic Obstructive Pulmonary Disease， COPD）等其它慢性气道疾病的共同特征，因此EGR2的发现可能具有更广泛的疾病治疗意义。当然，研究也指出了未来需要探索的方向，例如EGR2与FOXA2、SPDEF等其他转录因子之间的相互作用关系，以及EGR2在哮喘全身免疫应答和气道重塑其他方面（如平滑肌增生、基底膜增厚）的潜在作用。总体而言，这项研究不仅深化了对哮喘病理机制的理解，也为针对哮喘“黏液痰栓”这一棘手临床问题的精准干预开辟了新的潜在途径。