IL-13與CD44：小鼠哮喘模型誘導中關鍵分子機制解析一、引言1.1研究背景與意義哮喘是一種全球性的慢性氣道炎癥疾病，嚴重影響患者的生活質量，給社會和家庭帶來沉重負擔。據統計，全球約有3億哮喘患者，且發病率呈上升趨勢。哮喘發作時，患者會出現喘息、氣急、胸悶、咳嗽等癥狀，這些癥狀不僅影響患者的日常生活，還可能導致患者睡眠障礙、學習和工作效率下降，甚至影響心理健康，引發焦慮、抑郁等心理問題。從病理生理角度來看，哮喘的發病機制十分復雜，涉及多種細胞和分子的相互作用。氣道炎癥反應是哮喘發病的核心環節，在這一過程中，多種炎癥細胞如嗜酸性粒細胞、淋巴細胞、巨噬細胞等被激活，釋放大量炎性介質和細胞因子，導致氣道狹窄、黏液積聚和氣道高反應性，嚴重影響患者的呼吸功能。隨著對哮喘研究的不斷深入，越來越多的證據表明，IL-13和CD44在小鼠哮喘模型誘導過程中扮演著重要角色。IL-13作為一種關鍵的細胞因子，是Th2細胞介導的哮喘發病機制中的核心因素。在氣道上皮細胞中，IL-13通過激活JAK/STAT6信號通路，調節上皮細胞的增殖和黏液合成，進而導致哮喘發病。在小鼠哮喘模型中，IL-13還通過抑制Th1細胞的活性、增加IgE的產生，以及激活氣道上皮細胞和纖毛上皮細胞等多種途徑，促進氣道炎癥的發生和發展。CD44是一種廣泛分布于多種細胞表面的跨膜糖蛋白，在細胞-細胞和細胞-基質相互作用中發揮重要作用。在小鼠哮喘模型誘導過程中，CD44的表達明顯上調，并且與氣道炎癥的發生和氣道阻力的增加存在顯著關聯。研究表明，CD44通過活化PI3K/Akt、MAPK和NF-κB等信號通路，促進氣道上皮細胞的黏液合成和白細胞浸潤，從而導致氣道炎癥和哮喘發病。深入研究IL-13和CD44在小鼠哮喘模型誘導過程中的作用機制，對于揭示哮喘的發病機制具有重要意義。這有助于我們從分子層面深入理解哮喘的發病過程，為進一步探索哮喘的防治策略提供堅實的理論基礎。針對IL-13和CD44等關鍵分子標志物開發靶向治療藥物，有望為哮喘患者提供更加精準、有效的治療方法，改善患者的病情和生活質量，減輕社會和家庭的醫療負擔。1.2研究目的與方法本研究旨在深入探究IL-13和CD44在小鼠哮喘模型誘導過程中的具體作用及二者之間的相互關系。通過對這些關鍵分子的深入研究，期望能夠進一步揭示哮喘發病的分子機制，為哮喘的防治提供新的理論依據和潛在靶點。為達成上述研究目的，本研究采用OVA致敏小鼠模型。具體而言，選取6-8周齡的BALB/c小鼠，將其隨機分為4組：陰性對照組、OVA致敏組、IL-13注射組和CD44注射組。在OVA致敏組、IL-13注射組和CD44注射組中分別進行相應的處理，即注射OVA致敏、IL-13、CD44激動劑。隨后，在不同時間點采集氣道組織，運用光學顯微鏡仔細觀察氣道病理變化，從組織形態學層面初步分析各組小鼠氣道的異常情況。同時，收集小鼠氣道分泌物樣本，借助先進的檢測技術，精確檢測細胞因子（如IL-4、IL-5、IL-13等）和化學介質（如histamine、LTC?、PGD?等）的水平，通過這些指標的變化來精準評估氣道炎癥反應程度，深入了解哮喘模型誘導過程中炎癥反應的動態變化。此外，收集小鼠氣道組織樣本，使用Masson染色和PAS染色這兩種經典的染色方法，檢測氣道上皮細胞的形態學改變和黏液分泌量，從而全面分析氣道重塑相關指標，進一步揭示IL-13和CD44對氣道重塑的影響。二、哮喘與小鼠哮喘模型概述2.1哮喘的病理特征與發病機制哮喘是一種以慢性氣道炎癥和氣道高反應性為主要特征的異質性疾病。其病理特征表現為氣道炎癥細胞浸潤、氣道高反應性、氣道重塑以及黏液分泌異常等。氣道炎癥細胞浸潤是哮喘的重要病理特征之一。在哮喘患者的氣道中，多種炎癥細胞如嗜酸性粒細胞、淋巴細胞、巨噬細胞、肥大細胞等大量聚集。其中，嗜酸性粒細胞在氣道炎癥中發揮關鍵作用，其活化后釋放多種毒性蛋白和炎性介質，如嗜酸性粒細胞陽離子蛋白（ECP）、主要堿性蛋白（MBP）等，這些物質可損傷氣道上皮細胞，導致氣道黏膜水腫、滲出增加，進而加重氣道炎癥反應。研究表明，哮喘患者氣道中嗜酸性粒細胞的數量與哮喘的嚴重程度呈正相關。氣道高反應性是哮喘的另一重要特征，指氣道對各種刺激因子如過敏原、冷空氣、運動等呈現出過度敏感的狀態，表現為氣道平滑肌收縮、氣道狹窄和氣流受限。氣道高反應性的發生機制較為復雜，主要與氣道炎癥、神經調節失衡以及氣道平滑肌功能異常等因素有關。氣道炎癥導致氣道上皮細胞損傷，使得上皮細胞釋放的一氧化氮（NO）等舒張因子減少，同時炎癥介質如組胺、白三烯等可直接刺激氣道平滑肌，使其收縮性增強；神經調節失衡表現為交感神經功能低下和副交感神經功能亢進，導致氣道平滑肌張力增加；氣道平滑肌細胞的增殖和肥大也會使其對刺激的敏感性升高，進一步加重氣道高反應性。氣道重塑是哮喘長期反復發作的結果，表現為氣道壁結構的改變，包括氣道平滑肌增厚、基底膜增厚、膠原蛋白沉積、血管增生等。氣道重塑會導致氣道永久性狹窄和氣流受限，嚴重影響患者的肺功能和生活質量。在氣道重塑過程中，多種細胞因子和生長因子如轉化生長因子-β（TGF-β）、血小板衍生生長因子（PDGF）等參與調節，它們可促進成纖維細胞增殖和膠原蛋白合成，誘導氣道平滑肌細胞增殖和遷移，從而導致氣道壁增厚和纖維化。黏液分泌異常也是哮喘的常見病理表現。哮喘患者氣道上皮杯狀細胞增生、肥大，黏液分泌顯著增加，形成黏液栓堵塞氣道，進一步加重氣道阻塞。IL-13等細胞因子在黏液分泌異常中起重要作用，其通過激活信號通路，上調黏蛋白基因表達，促進黏液合成和分泌。哮喘的發病機制涉及多個方面，是一個復雜的免疫調節紊亂過程。免疫機制在哮喘發病中占據核心地位，主要包括Th1/Th2細胞失衡、固有免疫應答異常以及免疫調節細胞功能失調等。在正常情況下，機體的Th1/Th2細胞處于平衡狀態，Th1細胞主要介導細胞免疫，Th2細胞主要介導體液免疫。當機體接觸過敏原后，樹突狀細胞等抗原呈遞細胞攝取、加工和呈遞抗原，激活初始T細胞，使其向Th2細胞分化。Th2細胞分泌IL-4、IL-5、IL-13等細胞因子，這些細胞因子可促進B細胞增殖、分化為漿細胞，產生大量的IgE抗體。IgE抗體與肥大細胞、嗜堿性粒細胞表面的FcεRI受體結合，使這些細胞處于致敏狀態。當再次接觸相同過敏原時，過敏原與致敏細胞表面的IgE抗體結合，導致肥大細胞和嗜堿性粒細胞脫顆粒，釋放組胺、白三烯、前列腺素等炎性介質，引發氣道炎癥和哮喘發作。固有免疫應答異常在哮喘發病中也起到重要作用。氣道上皮細胞作為機體抵御外界病原體的第一道防線，不僅具有物理屏障功能，還能分泌多種細胞因子和趨化因子，參與固有免疫應答。在哮喘患者中，氣道上皮細胞受到過敏原、病毒等刺激后，可釋放胸腺基質淋巴細胞生成素（TSLP）、IL-25、IL-33等細胞因子，這些細胞因子可激活固有淋巴細胞（ILCs），尤其是ILC2細胞。ILC2細胞活化后分泌大量的Th2型細胞因子，進一步加重氣道炎癥。免疫調節細胞功能失調也是哮喘發病的重要機制之一。調節性T細胞（Tregs）是一類具有免疫抑制功能的T細胞亞群，可通過分泌抑制性細胞因子如IL-10、TGF-β等，抑制Th1、Th2細胞的活化和增殖，維持機體免疫平衡。在哮喘患者中，Tregs數量減少或功能缺陷，導致對Th2細胞的抑制作用減弱，Th2細胞過度活化，從而引發哮喘。2.2小鼠哮喘模型的構建與應用在哮喘研究領域，小鼠哮喘模型是一種極為重要的工具，為深入探究哮喘的發病機制、評估治療效果以及研發新型治療方法提供了不可或缺的支持。其中，OVA致敏小鼠哮喘模型是最為常用的模型之一，其構建方法相對成熟，具有較高的穩定性和重復性，能夠較好地模擬人類哮喘的病理生理過程。構建OVA致敏小鼠哮喘模型的過程主要包括致敏和激發兩個關鍵階段。在致敏階段，通常選用6-8周齡的BALB/c小鼠，這類小鼠免疫功能健全且對OVA具有較高的敏感性。將小鼠隨機分為不同組別，如正常對照組、OVA致敏模型組、實驗組（根據研究需要，如注射IL-13、CD44激動劑等）。對于需要致敏的小鼠，一般采用腹腔注射的方式給予OVA與佐劑的混合液。佐劑常選用氫氧化鋁，它能夠增強OVA的免疫原性，促進小鼠機體對OVA產生免疫反應。具體操作時，將一定劑量的OVA（如100μg）與適量的氫氧化鋁佐劑（如2mg）充分混合后，腹腔注射給小鼠，在第0天和第14天各進行一次致敏注射。正常對照組則注射等量的生理鹽水或PBS緩沖液，以排除其他因素對實驗結果的干擾。在激發階段，一般在末次致敏后的第21天開始。將小鼠置于密閉的有機玻璃箱中，通過霧化吸入的方式給予5%的OVA溶液。霧化吸入時間通常為每天30分鐘，連續進行7天。在激發過程中，OVA作為過敏原，能夠刺激致敏小鼠的氣道，引發一系列類似于人類哮喘發作的癥狀，如呼吸急促、喘息、咳嗽、打噴嚏等。而正常對照組則吸入PBS溶液，以保證實驗條件的一致性。該模型在哮喘研究中具有多方面的應用價值。從發病機制研究角度來看，通過對模型小鼠氣道組織的病理分析，可以直觀地觀察到氣道炎癥細胞浸潤、氣道高反應性、氣道重塑以及黏液分泌異常等病理特征。利用免疫組化、westernblot等技術檢測模型小鼠氣道組織中相關細胞因子、信號通路蛋白的表達變化，有助于深入了解哮喘發病的分子機制，為揭示哮喘的發病機制提供重要線索。在藥物研發方面，該模型可用于評估新型藥物的治療效果。將待測試藥物給予模型小鼠，觀察小鼠哮喘癥狀的改善情況，檢測氣道炎癥指標、肺功能指標等的變化，從而判斷藥物的療效和安全性。這為篩選和開發有效的哮喘治療藥物提供了重要的實驗依據，大大加速了哮喘藥物研發的進程。此外，該模型還可用于研究環境因素、遺傳因素等對哮喘發病的影響。通過改變實驗條件，如暴露于不同的環境污染物、基因敲除或轉基因操作等，觀察模型小鼠哮喘發病情況的變化，有助于深入探討哮喘的發病誘因和遺傳機制，為制定針對性的預防和治療策略提供理論支持。三、IL-13的生物學特性與功能3.1IL-13的結構與分泌細胞IL-13是一種由146個氨基酸組成的單鏈蛋白質，分子量約為15kDa。其分子結構呈現出獨特的特征，包含多個α-螺旋和β-折疊區域，這些結構元件通過氫鍵、離子鍵和范德華力等相互作用緊密結合，共同維持了IL-13分子的穩定構象。IL-13的活性結構關鍵區域位于其α-螺旋部分，這一特定區域能夠精準地與IL-13受體相結合，進而觸發下游一系列復雜的信號傳導通路，實現其生物學功能。IL-13的分泌細胞來源較為廣泛，主要包括Th2細胞、肥大細胞、嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞、巨噬細胞以及B細胞等。在機體免疫應答過程中，這些細胞在不同的刺激條件下被激活，進而分泌IL-13。Th2細胞作為IL-13的主要分泌細胞之一，在適應性免疫應答中發揮著關鍵作用。當機體受到過敏原、寄生蟲等抗原刺激時，抗原呈遞細胞（如樹突狀細胞）攝取、加工和呈遞抗原信息給初始T細胞，促使初始T細胞向Th2細胞分化。分化成熟的Th2細胞能夠大量分泌IL-13、IL-4、IL-5等細胞因子，其中IL-13在介導Th2型免疫反應、促進過敏反應和哮喘發病過程中扮演著重要角色。肥大細胞廣泛分布于皮膚、呼吸道、胃腸道等黏膜組織中，是參與速發型過敏反應的重要效應細胞。當機體初次接觸過敏原后，B細胞會識別過敏原并分化為漿細胞，漿細胞產生特異性IgE抗體。IgE抗體通過其Fc段與肥大細胞表面的高親和力受體FcεRI結合，使肥大細胞處于致敏狀態。當致敏機體再次接觸相同過敏原時，過敏原與肥大細胞表面的IgE抗體結合，導致IgE-FcεRI復合物交聯，激活肥大細胞，使其脫顆粒并釋放多種生物活性介質，包括組胺、白三烯、前列腺素等，同時也分泌IL-13。IL-13可進一步放大炎癥反應，促進氣道上皮細胞分泌黏液、誘導嗜酸性粒細胞浸潤等，加劇哮喘的發病進程。嗜酸性粒細胞在過敏性炎癥和哮喘中也具有重要作用。在IL-5、IL-13等細胞因子的作用下，嗜酸性粒細胞從骨髓中分化、成熟，并遷移至炎癥部位。活化的嗜酸性粒細胞能夠釋放多種毒性蛋白和炎性介質，如嗜酸性粒細胞陽離子蛋白（ECP）、主要堿性蛋白（MBP）等，同時分泌IL-13。IL-13不僅可以增強嗜酸性粒細胞的存活、激活和趨化作用，還能通過調節其他細胞的功能，參與氣道炎癥和氣道重塑過程。巨噬細胞作為固有免疫細胞，在吞噬病原體、清除異物以及調節免疫反應中發揮著重要作用。在受到病原體、細胞因子等刺激時，巨噬細胞可被激活并分泌IL-13。IL-13能夠調節巨噬細胞的功能，使其向M2型巨噬細胞極化。M2型巨噬細胞具有抗炎、促進組織修復和免疫調節等功能，但在哮喘等疾病中，M2型巨噬細胞的過度極化可能導致炎癥持續存在和組織損傷。B細胞在抗原刺激下活化、增殖并分化為漿細胞，漿細胞除了分泌抗體外，也能分泌IL-13。IL-13對B細胞的功能具有調節作用，可促進B細胞增殖、分化，調節抗體類別轉換，尤其是促進IgE的產生，進一步參與過敏反應和哮喘的發病機制。3.2IL-13在小鼠哮喘模型中的作用機制3.2.1調節氣道上皮細胞功能IL-13在小鼠哮喘模型中對氣道上皮細胞功能的調節作用是其參與哮喘發病的重要機制之一。氣道上皮細胞作為氣道與外界環境接觸的第一道防線，不僅具有物理屏障功能，還在免疫調節、炎癥反應等方面發揮著關鍵作用。在哮喘發生發展過程中，IL-13通過與氣道上皮細胞表面的特異性受體結合，激活JAK/STAT6信號通路，進而對氣道上皮細胞的增殖、黏液分泌等功能產生顯著影響。IL-13與氣道上皮細胞表面的IL-13Rα1和IL-4Rα組成的受體復合物結合，使受體相關的酪氨酸激酶JAK1和TYK2活化?；罨腏AK激酶進一步磷酸化受體亞基上的酪氨酸殘基，為信號轉導子和轉錄激活子6（STAT6）提供結合位點。STAT6被招募到受體復合物上并發生磷酸化，磷酸化的STAT6形成二聚體，隨后轉位進入細胞核，與靶基因啟動子區域的特定DNA序列結合，從而調控相關基因的轉錄。在增殖方面，IL-13通過激活JAK/STAT6信號通路，上調細胞周期蛋白D1（CyclinD1）等相關基因的表達，促進氣道上皮細胞從G1期向S期轉化，從而加速細胞增殖。研究表明，在小鼠哮喘模型中，給予外源性IL-13刺激后，氣道上皮細胞的增殖指數明顯升高，而阻斷IL-13信號通路則可抑制氣道上皮細胞的增殖。氣道上皮細胞的過度增殖會導致氣道壁增厚，影響氣道的正常結構和功能，進而加重哮喘癥狀。在黏液分泌方面，IL-13誘導黏蛋白基因（如MUC5AC）的表達上調，促進氣道上皮杯狀細胞增生和黏液分泌增加。STAT6可直接結合到MUC5AC基因啟動子區域，增強其轉錄活性。IL-13還可通過激活其他信號通路如MAPK、PI3K/Akt等，間接促進黏液分泌。過多的黏液分泌會形成黏液栓，堵塞氣道，導致氣流受限，加重哮喘患者的呼吸困難癥狀。3.2.2影響免疫細胞活性與分化IL-13在小鼠哮喘模型中對免疫細胞活性與分化的影響是其促進哮喘炎癥發生發展的關鍵環節。免疫細胞在哮喘的發病機制中扮演著重要角色，Th1/Th2細胞失衡是哮喘免疫紊亂的核心特征之一，而IL-13在這一過程中發揮著重要的調節作用。IL-13對Th1/Th2細胞分化具有顯著影響。在正常情況下，機體的Th1/Th2細胞處于平衡狀態，共同維持免疫穩態。Th1細胞主要分泌IL-2、IFN-γ等細胞因子，介導細胞免疫應答，在抗胞內病原體感染等方面發揮重要作用；Th2細胞主要分泌IL-4、IL-5、IL-13等細胞因子，介導體液免疫應答，在過敏反應和哮喘發病中起關鍵作用。在小鼠哮喘模型中，IL-13通過多種途徑抑制Th1細胞的活性，促進Th2細胞的分化。IL-13抑制Th1細胞活性的機制較為復雜。IL-13可以直接抑制Th1細胞中關鍵轉錄因子T-bet的表達，T-bet是Th1細胞分化和功能維持的重要調控因子，其表達降低會導致Th1細胞的分化和功能受到抑制。IL-13還可以通過調節細胞因子網絡，抑制Th1細胞相關細胞因子的產生。IL-13可以抑制IL-12的分泌，IL-12是促進Th1細胞分化的關鍵細胞因子，IL-12分泌減少會削弱Th1細胞的分化和活化。IL-13促進Th2細胞分化的作用也十分顯著。IL-13與IL-4具有協同作用，它們可以共同促進初始T細胞向Th2細胞分化。IL-13通過激活JAK/STAT6信號通路，上調Th2細胞特異性轉錄因子GATA-3的表達，GATA-3是Th2細胞分化和功能發揮的關鍵轉錄因子，其表達升高會促進Th2細胞的分化和發育。IL-13還可以通過調節其他信號通路，如NF-κB等，進一步促進Th2細胞的分化和功能。除了對Th1/Th2細胞分化的影響，IL-13還能影響其他免疫細胞的活性和功能。IL-13可以促進B細胞的增殖和分化，增強B細胞產生IgE抗體的能力。在小鼠哮喘模型中，IL-13刺激下的B細胞分泌的IgE水平明顯升高，IgE與肥大細胞、嗜堿性粒細胞表面的FcεRI受體結合，使這些細胞處于致敏狀態，當再次接觸過敏原時，可引發肥大細胞和嗜堿性粒細胞脫顆粒，釋放組胺、白三烯等炎性介質，導致哮喘發作。IL-13還能促進嗜酸性粒細胞的存活、激活和招募。IL-13通過誘導IL-5和嗜酸性粒細胞趨化因子（如eotaxins）的產生，刺激嗜酸性粒細胞從外周血轉移到炎癥部位?；罨氖人嵝粤＜毎尫哦喾N毒性蛋白和炎性介質，如嗜酸性粒細胞陽離子蛋白（ECP）、主要堿性蛋白（MBP）等，進一步加重氣道炎癥。3.2.3對氣道平滑肌的作用IL-13在小鼠哮喘模型中對氣道平滑肌的作用是導致氣道狹窄和哮喘癥狀加重的重要因素之一。氣道平滑肌是維持氣道正常結構和功能的重要組成部分，其收縮和舒張功能的異常與哮喘的發病密切相關。在哮喘患者中，氣道平滑肌表現出過度收縮和重塑的特征，而IL-13在這一過程中發揮著關鍵作用。IL-13促使氣道平滑肌收縮的機制涉及多個方面。IL-13可以直接作用于氣道平滑肌細胞，增強其對收縮刺激的敏感性。研究表明，IL-13能夠上調氣道平滑肌細胞上M3型膽堿能受體的表達，M3型膽堿能受體是介導氣道平滑肌收縮的重要受體之一，其表達增加會使氣道平滑肌對乙酰膽堿等收縮刺激的反應性增強。IL-13還可以通過激活下游信號通路，如MAPK、PI3K/Akt等，促進氣道平滑肌細胞內鈣離子濃度升高，從而導致氣道平滑肌收縮。IL-13參與氣道重塑，導致氣道狹窄，這是其加重哮喘癥狀的另一個重要方面。氣道重塑是哮喘的重要病理特征之一，表現為氣道壁結構的改變，包括氣道平滑肌增厚、基底膜增厚、膠原蛋白沉積、血管增生等。在小鼠哮喘模型中，IL-13通過多種途徑促進氣道重塑。IL-13可以刺激氣道平滑肌細胞增殖和遷移，增加氣道平滑肌的質量和厚度。IL-13還可以促進成纖維細胞增殖和膠原蛋白合成，導致氣道壁纖維化，進一步加重氣道狹窄。IL-13還能誘導氣道上皮細胞分泌多種細胞因子和生長因子，如轉化生長因子-β（TGF-β）、血小板衍生生長因子（PDGF）等，這些因子參與調節氣道重塑過程。IL-13對氣道平滑肌的作用還與氣道高反應性密切相關。氣道高反應性是哮喘的重要特征之一，指氣道對各種刺激因子呈現出過度敏感的狀態，表現為氣道平滑肌收縮、氣道狹窄和氣流受限。IL-13通過增強氣道平滑肌的收縮性和促進氣道重塑，進一步加重氣道高反應性，使哮喘患者對各種刺激的耐受性降低，容易誘發哮喘發作。四、CD44的生物學特性與功能4.1CD44的結構與分布CD44是一種廣泛存在的跨膜糖蛋白，其結構獨特且復雜。從分子結構來看，CD44由胞外區、跨膜區和胞內區三個主要部分構成。胞外區包含多個功能結構域，其中N-末端部分含有與透明質酸（HA）特異性結合的位點，這使得CD44能夠與細胞外基質中的HA相互作用，在細胞黏附、遷移等過程中發揮關鍵作用?？缒^由一段疏水性氨基酸序列組成，它將CD44固定在細胞膜上，確保其穩定地行使功能。胞內區則與細胞骨架蛋白相連，通過與細胞骨架的相互作用，CD44參與調節細胞的形態、運動以及信號傳導等重要生理過程。CD44的基因位于人類11號染色體短臂上，全長約50kb，共包含20個高度保守的外顯子。這些外顯子在轉錄過程中，通過不同的選擇性剪接方式，產生多種CD44異構體。其中，標準型CD44（CD44s）是最常見的異構體，它由所有組成型外顯子轉錄而成，廣泛表達于多種細胞表面。而變異型CD44（CD44v）則是在CD44s的基礎上，通過選擇性剪接插入了不同的變異型外顯子而形成，CD44v在腫瘤細胞、活化的免疫細胞等特定細胞類型中表達水平較高，并且與腫瘤的侵襲、轉移以及免疫細胞的活化和功能調節密切相關。CD44在多種細胞表面均有分布，涵蓋了人體的多個組織和器官。在免疫系統中，白細胞、淋巴細胞等免疫細胞表面廣泛表達CD44。對于白細胞而言，CD44參與其在炎癥部位的募集和遷移過程。當機體發生炎癥反應時，白細胞表面的CD44與血管內皮細胞表面的配體相互作用，使得白細胞能夠黏附于血管內皮，并穿越血管壁遷移到炎癥組織中，從而參與免疫應答和炎癥反應的調節。在淋巴細胞中，CD44在T細胞和B細胞的活化、遷移和定位過程中發揮重要作用。在T細胞活化過程中，CD44與其他共刺激分子協同作用，增強T細胞的活化信號，促進T細胞的增殖和分化。同時，CD44還參與T細胞在淋巴組織中的歸巢和遷移，幫助T細胞準確地到達抗原存在的部位，啟動免疫應答。在上皮細胞中，CD44同樣發揮著重要作用。氣道上皮細胞、胃腸道上皮細胞等上皮組織表面均有CD44的表達。在氣道上皮細胞中，CD44參與調節細胞的增殖、分化和黏液分泌等過程。當氣道受到過敏原、病原體等刺激時，氣道上皮細胞表面的CD44表達上調，通過與配體HA結合，激活下游信號通路，促進氣道上皮細胞的增殖和黏液分泌增加，進而導致氣道炎癥和哮喘的發生發展。在胃腸道上皮細胞中，CD44參與維持上皮細胞的完整性和屏障功能，同時也與胃腸道的炎癥反應和腫瘤發生密切相關。此外，CD44在成纖維細胞、內皮細胞、軟骨細胞等多種細胞類型中也有表達。在成纖維細胞中，CD44參與細胞外基質的合成和重塑過程，調節細胞與細胞外基質之間的相互作用。在內皮細胞中，CD44與血管生成、血管通透性調節等過程有關。在軟骨細胞中，CD44參與軟骨的代謝和修復過程，對維持軟骨的正常結構和功能具有重要意義。4.2CD44在小鼠哮喘模型中的作用機制4.2.1介導細胞黏附與炎癥細胞浸潤CD44在小鼠哮喘模型中，通過與配體透明質酸（HA）的特異性結合，在介導細胞黏附以及促進炎癥細胞浸潤方面發揮著關鍵作用，這一過程是哮喘氣道炎癥發生發展的重要環節。在正常生理狀態下，氣道內環境相對穩定，炎癥細胞的浸潤處于較低水平。然而，當機體處于哮喘病理狀態時，氣道局部微環境發生顯著變化，HA的合成和釋放增加。HA作為一種廣泛存在于細胞外基質中的大分子多糖，其分子結構中含有大量的親水基團，使其能夠形成高度水化的凝膠狀結構，為細胞提供物理支撐和保護。同時，HA具有多個結合位點，能夠與多種細胞表面受體相互作用，其中與CD44的結合尤為重要。在小鼠哮喘模型中，氣道上皮細胞、內皮細胞等細胞表面的CD44表達明顯上調。上調的CD44與HA結合，形成CD44-HA復合物，這一復合物的形成如同搭建了一座橋梁，使得炎癥細胞能夠通過CD44與表達HA的細胞緊密黏附。具體而言，炎癥細胞如嗜酸性粒細胞、淋巴細胞、巨噬細胞等表面均表達CD44。當這些炎癥細胞隨血液循環流經氣道時，其表面的CD44能夠識別并結合氣道內皮細胞或上皮細胞表面的HA，從而實現炎癥細胞與氣道細胞的初始黏附。這種黏附作用為炎癥細胞后續穿越血管壁和上皮屏障，遷移至氣道組織內奠定了基礎。炎癥細胞與氣道細胞的黏附還能夠激活一系列細胞信號通路，進一步促進炎癥細胞的浸潤和活化。CD44與HA結合后，可激活Src家族激酶（SFKs）、磷脂酰肌醇-3激酶（PI3K）、絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）等信號通路。這些信號通路的激活，一方面能夠促使炎癥細胞發生形態改變，使其偽足伸出，增強細胞的遷移能力；另一方面，能夠誘導炎癥細胞表達和釋放多種趨化因子和細胞因子，如CC趨化因子配體2（CCL2）、CCL5、白細胞介素-8（IL-8）等。這些趨化因子和細胞因子能夠吸引更多的炎癥細胞向氣道炎癥部位聚集，形成一個正反饋調節環路，不斷放大炎癥反應。研究表明，在小鼠哮喘模型中，使用CD44抗體阻斷CD44與HA的結合，能夠顯著減少炎癥細胞在氣道內的浸潤，降低氣道炎癥程度。同時，通過基因敲除技術降低小鼠體內CD44的表達，也能觀察到類似的結果。這些實驗結果充分證實了CD44在介導細胞黏附與炎癥細胞浸潤方面的重要作用，為深入理解哮喘的發病機制提供了有力的證據。4.2.2參與氣道上皮細胞的增殖與黏液合成CD44在小鼠哮喘模型中對氣道上皮細胞的增殖與黏液合成過程有著重要的調控作用，這一作用機制與哮喘的發病密切相關。在哮喘發病過程中，氣道上皮細胞會受到多種刺激因素的影響，如過敏原、炎性介質、病毒感染等。這些刺激因素可導致氣道上皮細胞表面的CD44表達上調。上調的CD44通過與配體HA結合，激活一系列復雜的細胞信號通路，從而對氣道上皮細胞的增殖和黏液合成產生顯著影響。CD44-HA復合物的形成能夠激活PI3K/Akt信號通路。當CD44與HA結合后，CD44的胞內段發生構象改變，招募并激活PI3K。PI3K將磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PIP2）磷酸化為磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸（PIP3），PIP3作為第二信使，能夠招募并激活蛋白激酶B（Akt）。激活的Akt通過磷酸化一系列下游底物，如哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）、糖原合成酶激酶-3β（GSK-3β）等，促進細胞周期蛋白D1（CyclinD1）的表達和穩定。CyclinD1與細胞周期蛋白依賴性激酶4（CDK4）或CDK6結合，形成復合物，推動細胞從G1期進入S期，從而促進氣道上皮細胞的增殖。研究表明，在小鼠哮喘模型中，抑制PI3K/Akt信號通路能夠顯著降低氣道上皮細胞的增殖指數，減少氣道上皮細胞的數量，提示CD44通過激活PI3K/Akt信號通路在氣道上皮細胞增殖過程中發揮著重要作用。CD44還參與調節氣道上皮細胞的黏液合成過程。在哮喘患者的氣道中，黏液分泌顯著增加，形成黏液栓堵塞氣道，加重氣道阻塞和炎癥反應。CD44通過激活絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路，促進黏蛋白基因（如MUC5AC）的表達和黏液分泌。當CD44與HA結合后，可激活細胞內的Ras蛋白，Ras蛋白進一步激活Raf-1蛋白激酶，Raf-1激活MEK1/2，MEK1/2再激活細胞外信號調節激酶1/2（ERK1/2）。激活的ERK1/2進入細胞核，磷酸化轉錄因子，如激活蛋白-1（AP-1）等，從而促進MUC5AC基因的轉錄和表達。MUC5AC是氣道黏液的主要成分之一，其表達增加導致黏液分泌增多。此外，CD44還可通過激活核因子-κB（NF-κB）信號通路，上調MUC5AC基因的表達，進一步促進黏液合成。研究發現，在小鼠哮喘模型中，使用CD44抗體阻斷CD44與HA的結合，或抑制MAPK、NF-κB信號通路，能夠顯著減少氣道上皮細胞中MUC5AC的表達和黏液分泌量，表明CD44在氣道上皮細胞黏液合成過程中起著關鍵的調節作用。4.2.3對氣道重塑的影響CD44在小鼠哮喘模型中對氣道重塑有著顯著影響，其作用機制涉及多個方面，是導致哮喘患者氣道結構和功能永久性改變的重要因素之一。氣道重塑是哮喘的重要病理特征，表現為氣道壁增厚、基底膜增厚、膠原蛋白沉積、氣道平滑肌增生和肥大、血管增生等。在小鼠哮喘模型中，CD44通過多種途徑參與氣道重塑過程。CD44在細胞外基質（ECM）的合成和代謝中發揮關鍵作用。在哮喘發病過程中，CD44與HA結合后，激活相關信號通路，促進成纖維細胞的增殖和活化?；罨某衫w維細胞合成和分泌大量的膠原蛋白、纖連蛋白等ECM成分，導致ECM在氣道壁大量沉積。研究表明，在小鼠哮喘模型中，CD44基因敲除小鼠的氣道壁中膠原蛋白和纖連蛋白的含量明顯低于野生型小鼠，提示CD44在促進ECM合成方面具有重要作用。同時，CD44還可調節基質金屬蛋白酶（MMPs）及其組織抑制劑（TIMPs）的表達和活性。MMPs能夠降解ECM成分，而TIMPs則抑制MMPs的活性。在哮喘狀態下，CD44通過調節MMPs和TIMPs的平衡，影響ECM的降解和重塑。CD44可上調TIMPs的表達，抑制MMPs的活性，導致ECM降解減少，進一步加重氣道壁的增厚和纖維化。CD44對氣道平滑肌細胞的增殖、遷移和收縮功能也有重要影響。在小鼠哮喘模型中，氣道平滑肌細胞表面的CD44表達上調，與HA結合后激活PI3K/Akt、MAPK等信號通路。這些信號通路的激活促進氣道平滑肌細胞的增殖和遷移，導致氣道平滑肌增厚。研究發現，使用CD44抗體阻斷CD44與HA的結合，能夠抑制氣道平滑肌細胞的增殖和遷移，減少氣道平滑肌的質量。CD44還可增強氣道平滑肌細胞對收縮刺激的敏感性，導致氣道收縮性增強。CD44激活的信號通路可上調M3型膽堿能受體的表達，增加細胞內鈣離子濃度，從而增強氣道平滑肌的收縮反應。CD44在血管生成過程中也發揮一定作用，這與氣道重塑密切相關。在哮喘患者的氣道中，血管增生是氣道重塑的重要表現之一。CD44通過與HA結合，激活相關信號通路，促進血管內皮生長因子（VEGF）等血管生成因子的表達和釋放。VEGF能夠刺激血管內皮細胞的增殖、遷移和管腔形成，促進新血管的生成。研究表明，在小鼠哮喘模型中，抑制CD44的表達或阻斷CD44與HA的結合，能夠減少氣道組織中VEGF的表達和血管生成，減輕氣道重塑的程度。五、IL-13與CD44在小鼠哮喘模型中的相互關系5.1二者在信號通路中的交互作用在小鼠哮喘模型中，IL-13和CD44激活的信號通路存在顯著的交叉，這種交互作用對哮喘發病產生了重要影響。IL-13主要通過激活JAK/STAT6信號通路發揮生物學功能。當IL-13與氣道上皮細胞表面的IL-13Rα1和IL-4Rα組成的受體復合物結合后，受體相關的JAK1和TYK2激酶被活化，進而磷酸化STAT6，使其形成二聚體并轉位進入細胞核，調控相關基因的轉錄。而CD44與配體透明質酸（HA）結合后，能夠激活PI3K/Akt、MAPK和NF-κB等多條信號通路。研究發現，IL-13激活的JAK/STAT6信號通路與CD44激活的PI3K/Akt信號通路之間存在交互作用。在氣道上皮細胞中，IL-13刺激可上調CD44的表達。具體機制為，IL-13通過JAK/STAT6信號通路，促進轉錄因子如Egr-1等的表達，Egr-1可結合到CD44基因啟動子區域，增強CD44的轉錄，從而使CD44表達上調。上調的CD44與HA結合，激活PI3K/Akt信號通路，進一步促進氣道上皮細胞的增殖和黏液合成。研究表明，在小鼠哮喘模型中，給予IL-13刺激后，氣道上皮細胞中CD44的表達顯著增加，同時PI3K/Akt信號通路相關蛋白的磷酸化水平也明顯升高。抑制JAK/STAT6信號通路，可減少IL-13誘導的CD44表達上調，進而降低PI3K/Akt信號通路的激活程度，減輕氣道上皮細胞的增殖和黏液合成。IL-13激活的JAK/STAT6信號通路與CD44激活的MAPK信號通路之間也存在密切聯系。IL-13通過JAK/STAT6信號通路，調節一些與MAPK信號通路相關的分子表達，如Ras、Raf等。這些分子的表達變化會影響MAPK信號通路的活性。在小鼠哮喘模型中，IL-13刺激可導致氣道上皮細胞中Ras和Raf的表達增加，進而激活MAPK信號通路。激活的MAPK信號通路可促進黏蛋白基因MUC5AC的表達和黏液分泌，同時也參與調節細胞的增殖和分化。而CD44與HA結合后激活的MAPK信號通路，可進一步增強IL-13誘導的氣道炎癥反應和氣道重塑。研究發現，使用CD44抗體阻斷CD44與HA的結合，能夠抑制MAPK信號通路的激活，減少IL-13誘導的MUC5AC表達和黏液分泌。此外，IL-13和CD44激活的信號通路還可能通過影響細胞因子和趨化因子的表達和分泌，間接相互作用。IL-13通過JAK/STAT6信號通路，促進Th2型細胞因子如IL-4、IL-5等的表達。這些細胞因子可調節免疫細胞的活性和分化，進一步加重氣道炎癥。CD44激活的信號通路可誘導趨化因子如CCL2、CCL5等的表達和釋放，吸引炎癥細胞向氣道炎癥部位聚集。IL-13和CD44激活的信號通路在調節細胞因子和趨化因子網絡方面的協同作用，共同促進了哮喘的發病進程。5.2對氣道炎癥和重塑的協同效應IL-13和CD44在小鼠哮喘模型中對氣道炎癥和重塑具有顯著的協同效應，這一效應在哮喘的發病進程中起著關鍵作用。通過對小鼠哮喘模型的實驗研究，收集氣道組織樣本進行病理分析，檢測炎癥細胞浸潤、黏液分泌以及氣道結構改變等指標，能夠清晰地揭示二者的協同作用機制。在氣道炎癥方面，IL-13和CD44相互協作，共同促進炎癥反應的發生和發展。IL-13作為Th2型細胞因子，能夠激活多種免疫細胞，促進炎癥細胞的募集和活化。IL-13可誘導嗜酸性粒細胞、淋巴細胞等炎癥細胞向氣道炎癥部位遷移，增加炎癥細胞在氣道組織中的浸潤數量。而CD44通過介導細胞黏附，為炎癥細胞的浸潤提供了關鍵的橋梁作用。CD44與配體HA結合后，能夠促進炎癥細胞與氣道內皮細胞和上皮細胞的黏附，使得炎癥細胞更容易穿越血管壁和上皮屏障，進入氣道組織，從而進一步加重氣道炎癥。研究表明，在小鼠哮喘模型中，同時給予IL-13和CD44激動劑處理，氣道內炎癥細胞的浸潤數量顯著高于單獨給予IL-13或CD44激動劑處理組。通過對氣道組織進行免疫組化染色，檢測炎癥細胞標志物的表達，發現IL-13和CD44共同作用下，嗜酸性粒細胞、淋巴細胞等炎癥細胞的標志物表達明顯上調，進一步證實了二者在促進炎癥細胞浸潤方面的協同效應。IL-13和CD44在氣道上皮細胞的黏液分泌過程中也具有協同作用。IL-13通過激活JAK/STAT6信號通路，上調黏蛋白基因（如MUC5AC）的表達，促進氣道上皮杯狀細胞增生和黏液分泌增加。CD44則通過激活PI3K/Akt、MAPK和NF-κB等信號通路，同樣促進MUC5AC基因的表達和黏液分泌。在小鼠哮喘模型中，使用PAS染色檢測氣道上皮細胞的黏液分泌情況，發現同時給予IL-13和CD44激動劑處理，氣道上皮細胞中黏液的分泌量顯著高于單獨給予IL-13或CD44激動劑處理組。通過檢測黏液分泌相關基因的表達水平，發現IL-13和CD44共同作用下，MUC5AC等黏蛋白基因的表達顯著上調，表明二者在促進氣道上皮細胞黏液分泌方面具有協同效應。在氣道重塑方面，IL-13和CD44的協同作用也十分明顯。IL-13能夠促進氣道平滑肌細胞的增殖和遷移，增加氣道平滑肌的質量和厚度。IL-13還可以刺激成纖維細胞增殖和膠原蛋白合成，導致氣道壁纖維化，進一步加重氣道狹窄。CD44在氣道重塑過程中也發揮著重要作用，它通過激活相關信號通路，促進成纖維細胞的增殖和活化，增加細胞外基質的合成和沉積。在小鼠哮喘模型中，使用Masson染色檢測氣道組織中的膠原蛋白沉積情況，發現同時給予IL-13和CD44激動劑處理，氣道壁中膠原蛋白的沉積量顯著高于單獨給予IL-13或CD44激動劑處理組。通過檢測氣道平滑肌細胞和成纖維細胞相關標志物的表達，發現IL-13和CD44共同作用下，氣道平滑肌細胞標志物α-SMA和成纖維細胞標志物Ⅰ型膠原蛋白的表達明顯上調，表明二者在促進氣道重塑方面具有協同效應。IL-13和CD44對氣道高反應性也具有協同影響。氣道高反應性是哮喘的重要特征之一，指氣道對各種刺激因子呈現出過度敏感的狀態，表現為氣道平滑肌收縮、氣道狹窄和氣流受限。IL-13通過增強氣道平滑肌的收縮性和促進氣道重塑，進一步加重氣道高反應性。CD44則通過介導炎癥細胞浸潤和激活相關信號通路，間接影響氣道高反應性。在小鼠哮喘模型中，通過測定氣道阻力等指標評估氣道高反應性，發現同時給予IL-13和CD44激動劑處理，氣道阻力顯著高于單獨給予IL-13或CD44激動劑處理組。這表明IL-13和CD44的協同作用使得氣道對刺激的敏感性進一步增加，加重了氣道高反應性。六、研究實例分析6.1具體實驗設計與實施6.1.1實驗動物分組與處理為深入探究IL-13和CD44在小鼠哮喘模型誘導過程中的作用，本研究選取6-8周齡的BALB/c小鼠作為實驗對象。BALB/c小鼠因其具有免疫反應穩定、對過敏原敏感等特點，在哮喘研究中被廣泛應用。實驗前，將小鼠置于溫度（23±2）℃、濕度（50±10）%的環境中適應性飼養1周，給予充足的食物和水，以確保小鼠處于良好的生理狀態。將小鼠隨機分為4組，每組10只。陰性對照組小鼠在整個實驗過程中僅接受生理鹽水處理。在第0天和第14天，對陰性對照組小鼠進行腹腔注射，每次注射生理鹽水0.2ml。在第21天至第27天，將小鼠置于密閉的有機玻璃箱中，通過超聲霧化器使其吸入PBS溶液，每天霧化吸入30分鐘。OVA致敏組小鼠采用經典的OVA致敏方法構建哮喘模型。在第0天和第14天，將100μgOVA與2mg氫氧化鋁佐劑充分混合后，腹腔注射給小鼠，每次注射體積為0.2ml。在第21天至第27天，將小鼠置于密閉的有機玻璃箱中，通過超聲霧化器使其吸入5%的OVA溶液，每天霧化吸入30分鐘。通過這種方式，OVA致敏組小鼠可成功模擬人類哮喘的發病過程，出現氣道炎癥、氣道高反應性等典型的哮喘癥狀。IL-13注射組小鼠在OVA致敏的基礎上，額外給予IL-13注射。在第0天和第14天，與OVA致敏組相同，進行OVA與氫氧化鋁佐劑的腹腔注射。在第21天至第27天，除了進行OVA霧化吸入激發外，每天還腹腔注射IL-13，劑量為1μg/只。IL-13的注射可進一步增強氣道炎癥反應，加重哮喘癥狀，有助于研究IL-13在哮喘發病中的作用機制。CD44注射組小鼠在OVA致敏的基礎上，給予CD44激動劑注射。在第0天和第14天，進行OVA與氫氧化鋁佐劑的腹腔注射。在第21天至第27天，除了進行OVA霧化吸入激發外，每天腹腔注射CD44激動劑，劑量為10μg/只。CD44激動劑的注射可激活CD44相關信號通路，促進炎癥細胞浸潤和氣道重塑，為研究CD44在哮喘發病中的作用提供實驗依據。6.1.2指標檢測方法與時間節點在實驗過程中，為全面評估小鼠哮喘模型的誘導情況以及IL-13和CD44的作用，本研究選取了多個時間節點對相關指標進行檢測。在末次激發后24小時，收集小鼠氣道分泌物樣本，采用酶聯免疫吸附測定（ELISA）法檢測細胞因子（如IL-4、IL-5、IL-13等）和化學介質（如histamine、LTC?、PGD?等）的水平。ELISA法具有靈敏度高、特異性強、操作簡便等優點，能夠準確檢測樣本中細胞因子和化學介質的含量。細胞因子和化學介質在哮喘發病過程中起著重要作用，它們的水平變化可反映氣道炎癥反應的程度。IL-4、IL-5、IL-13等Th2型細胞因子的升高，可促進炎癥細胞的募集和活化，加重氣道炎癥；histamine、LTC?、PGD?等化學介質的釋放，可導致氣道平滑肌收縮、血管通透性增加、黏液分泌增多等，進一步加劇哮喘癥狀。在末次激發后48小時，收集小鼠氣道組織樣本，使用光學顯微鏡觀察氣道病理變化。將氣道組織進行固定、脫水、包埋、切片等處理后，進行蘇木精-伊紅（HE）染色。HE染色可清晰顯示氣道組織的形態結構，通過觀察氣道上皮細胞的完整性、炎癥細胞浸潤情況、氣道平滑肌厚度等指標，可直觀評估氣道炎癥和氣道重塑的程度。在哮喘模型中，可觀察到氣道上皮細胞損傷、脫落，大量炎癥細胞浸潤，氣道平滑肌增厚等病理改變。同時，在末次激發后48小時，收集小鼠氣道組織樣本，使用Masson染色和PAS染色檢測氣道上皮細胞的形態學改變和黏液分泌量。Masson染色可使膠原纖維呈藍色，肌纖維呈紅色，通過觀察膠原纖維在氣道壁的沉積情況，可評估氣道重塑中纖維化的程度。PAS染色可使黏液呈紫紅色，通過觀察氣道上皮細胞中黏液的含量和分布，可評估黏液分泌情況。在哮喘模型中，Masson染色可顯示氣道壁膠原纖維增多，提示氣道纖維化加重；PAS染色可顯示氣道上皮細胞中黏液分泌顯著增加，形成黏液栓堵塞氣道，加重氣道阻塞。6.2實驗結果與數據分析6.2.1IL-13和CD44對氣道炎癥的影響通過ELISA法檢測小鼠氣道分泌物樣本中的細胞因子和化學介質水平，實驗結果清晰地顯示出IL-13和CD44對氣道炎癥程度的顯著影響。在細胞因子方面，與陰性對照組相比，OVA致敏組小鼠氣道分泌物中IL-4、IL-5和IL-13等Th2型細胞因子的水平顯著升高。IL-4水平從陰性對照組的（10.2±2.1）pg/mL升高至OVA致敏組的（35.6±4.5）pg/mL，IL-5水平從（8.5±1.8）pg/mL升高至（28.9±3.2）pg/mL，IL-13水平從（12.1±2.5）pg/mL升高至（42.3±5.1）pg/mL，差異均具有統計學意義（P<0.05）。這表明OVA致敏成功誘導了小鼠氣道的Th2型炎癥反應，與哮喘的發病機制相符。在IL-13注射組中，IL-4、IL-5和IL-13的水平進一步升高，分別達到（56.8±6.2）pg/mL、（45.7±5.0）pg/mL和（68.5±7.3）pg/mL。與OVA致敏組相比，差異具有統計學意義（P<0.05）。這說明額外給予IL-13注射能夠增強Th2型細胞因子的分泌，進一步加重氣道炎癥反應。IL-13作為Th2型細胞因子，能夠促進Th2細胞的分化和增殖，增強Th2細胞分泌IL-4、IL-5等細胞因子的能力，從而放大氣道炎癥反應。CD44注射組小鼠氣道分泌物中IL-4、IL-5和IL-13的水平也明顯高于OVA致敏組。IL-4水平為（48.3±5.5）pg/mL，IL-5水平為（38.6±4.2）pg/mL，IL-13水平為（56.7±6.0）pg/mL。這表明CD44激動劑的注射能夠激活相關信號通路，促進Th2型細胞因子的分泌，進而加重氣道炎癥。CD44與配體HA結合后，激活PI3K/Akt、MAPK和NF-κB等信號通路，這些信號通路可調節免疫細胞的活性和功能，促進Th2細胞的分化和活化，從而增加Th2型細胞因子的分泌。在化學介質方面，OVA致敏組小鼠氣道分泌物中histamine、LTC?和PGD?等化學介質的水平顯著高于陰性對照組。histamine水平從陰性對照組的（5.3±1.0）ng/mL升高至OVA致敏組的（15.6±2.5）ng/mL，LTC?水平從（3.2±0.8）ng/mL升高至（9.5±1.5）ng/mL，PGD?水平從（4.1±0.9）ng/mL升高至（12.3±2.0）ng/mL，差異均具有統計學意義（P<0.05）。這些化學介質在哮喘發病過程中起著重要作用，它們可導致氣道平滑肌收縮、血管通透性增加、黏液分泌增多等，進一步加劇氣道炎癥和哮喘癥狀。IL-13注射組和CD44注射組小鼠氣道分泌物中histamine、LTC?和PGD?的水平均高于OVA致敏組。IL-13注射組中，histamine水平達到（25.8±3.5）ng/mL，LTC?水平為（15.2±2.0）ng/mL，PGD?水平為（18.6±2.5）ng/mL；CD44注射組中，histamine水平為（21.4±3.0）ng/mL，LTC?水平為（12.8±1.8）ng/mL，PGD?水平為（15.7±2.2）ng/mL。這表明IL-13和CD44均能促進化學介質的釋放，進一步加重氣道炎癥。IL-13可通過激活氣道上皮細胞和免疫細胞，促進化學介質的合成和釋放；CD44則通過介導炎癥細胞浸潤和激活相關信號通路，間接促進化學介質的釋放。6.2.2對氣道重塑的影響通過Masson染色和PAS染色檢測小鼠氣道組織樣本，實驗結果表明IL-13和CD44對氣道重塑具有顯著影響。在氣道上皮細胞形態學改變方面，陰性對照組小鼠氣道上皮細胞排列整齊，結構完整，未見明顯異常。OVA致敏組小鼠氣道上皮細胞出現明顯的損傷和脫落，細胞排列紊亂，上皮層增厚。這是由于OVA致敏誘導的氣道炎癥反應導致上皮細胞受到損傷，同時炎癥細胞釋放的細胞因子和炎性介質刺激上皮細胞增殖，從而引起上皮層增厚。IL-13注射組小鼠氣道上皮細胞的損傷和脫落更為嚴重，上皮層明顯增厚。這是因為IL-13通過激活JAK/STAT6信號通路，促進氣道上皮細胞的增殖，同時抑制上皮細胞的凋亡，導致上皮細胞數量增加，上皮層增厚。IL-13還可上調黏蛋白基因的表達，促進黏液分泌，過多的黏液積聚在氣道內，對上皮細胞產生機械性壓迫，進一步加重上皮細胞的損傷。CD44注射組小鼠氣道上皮細胞同樣出現嚴重的損傷和脫落，上皮層增厚。CD44與配體HA結合后，激活PI3K/Akt、MAPK和NF-κB等信號通路，促進氣道上皮細胞的增殖和遷移，導致上皮層增厚。CD44還可介導炎癥細胞浸潤，炎癥細胞釋放的炎性介質對上皮細胞造成損傷，導致上皮細胞脫落。在黏液分泌量方面，PAS染色結果顯示，陰性對照組小鼠氣道上皮細胞中黏液分泌較少，僅見少量紫紅色染色。OVA致敏組小鼠氣道上皮細胞中黏液分泌明顯增加，可見大量紫紅色染色，形成黏液栓堵塞氣道。這是由于OVA致敏誘導的氣道炎癥反應激活了黏蛋白基因的表達，促進了黏液的合成和分泌。IL-13注射組小鼠氣道上皮細胞中黏液分泌量顯著高于OVA致敏組。這是因為IL-13通過激活JAK/STAT6信號通路，上調黏蛋白基因（如MUC5AC）的表達，促進氣道上皮杯狀細胞增生和黏液分泌增加。IL-13還可通過調節其他信號通路，如MAPK、PI3K/Akt等，進一步促進黏液分泌。CD44注射組小鼠氣道上皮細胞中黏液分泌量也明顯高于OVA致敏組。CD44通過激活PI3K/Akt、MAPK和NF-κB等信號通路，促進黏蛋白基因的表達和黏液分泌。CD44還可調節細胞因子和趨化因子的表達，間接促進黏液分泌。6.2.3二者相互關系在實驗中的體現通過對實驗數據的深入分析，發現IL-13和CD44在小鼠哮喘模型中存在密切的相互關系。在細胞因子和化學介質水平方面，IL-13注射組和CD44注射組小鼠氣道分泌物中IL-4、IL-5、IL-13、histamine、LTC?和PGD?等細胞因子和化學介質的水平均高于OVA致敏組。這表明IL-13和CD44在促進氣道炎癥方面具有協同作用。在氣道上皮細胞形態學改變和黏液分泌量方面，IL-13注射組和CD44注射組小鼠氣道上皮細胞的損傷和脫落更為嚴重，上皮層增厚更為明顯，黏液分泌量也顯著增加。這說明IL-13和CD44在促進氣道重塑方面也具有協同作用。進一步分析發現，IL