研究人员发现哮喘性肺痉挛的原因

罗格斯大学(Rutgers)和其他机构的研究人员发现，通过制造一种模仿人类气道行为的微型设备，气道中的肌肉收缩(支气管痉挛)是如何发生的。支气管痉挛会导致哮喘患者呼吸困难。

这项发表在《自然生物医学工程》杂志上的研究报告的合著者、罗格斯大学转化医学与科学研究所所长雷诺德·帕内蒂耶里说，这项研究可能会为呼吸道疾病带来新的治疗策略。

支气管痉挛可发生于健康人，也可发生于患有严重呼吸道疾病的人，如哮喘或慢性阻塞性肺病(COPD)。由于支气管痉挛的复杂性以及人类呼吸系统无法在动物研究中建模，研究支气管气道周围平滑肌为何会突然收缩并导致呼吸困难是困难的。

为了分析细胞间在痉挛时发生的生化和机械信号，研究人员发明了一种微型装置——一种“芯片上的支气管”，只有人类头发的千分之一大小——含有健康和哮喘患者肺部的细胞，可以在单细胞水平上模拟肺的功能。

当他们在设备上触发模拟支气管痉挛时，研究人员发现，最初的收缩会刺激激素样化合物的分泌，这些激素样化合物要么能引起额外的收缩，要么能缓解痉挛。在哮喘患者中，气道周围的平滑肌对过敏原等刺激反应更强烈，更容易收缩，导致支气管痉挛、哮喘和呼吸急促。

他们还发现，在支气管痉挛的确切时间诱发第二次哮喘发作，实际上会使平滑肌放松并停止痉挛。  

Panettieri说，支气管pam的治疗方法在过去50年没有改变，因为它们对大多数人有效，但不是所有人。Panettieri说:“这种微型设备使我们能够深入研究在各种肺部疾病中，单个细胞是如何与平滑肌收缩相互作用的。”“能够在单细胞水平上研究这种机制，同时观察成千上万个细胞，可以成为为目前治疗无效的哮喘患者开发新药的重要筛选工具。”

这项研究由罗格斯大学转化医学与科学研究所生物工程主任、罗格斯大学罗伯特·伍德·约翰逊医学院药理学教授史蒂文·安、耶鲁大学耶鲁系统生物研究所和约翰·霍普金斯大学的研究人员共同领导。