研究人员发现了哮喘性肺痉挛的原因

罗格斯大学和其他研究机构的研究人员通过创造一种模仿人类呼吸行为的微型设备，发现了气道中的肌肉收缩(支气管痉挛)如何导致哮喘患者呼吸困难。

这项研究发表在2019年7月出版的《自然生物医学工程》杂志上，该杂志此前在网上发表过，该研究可能会导致呼吸系统疾病的新治疗策略，合著者罗格斯大学转化医学和科学研究所所长Reynold Panettieri表示。

支气管痉挛可发生在健康人和患有严重呼吸道疾病如哮喘或慢性阻塞性肺病(COPD)的人身上。由于支气管痉挛的复杂性，以及在动物研究中无法对人体呼吸系统进行建模，因此很难研究为什么支气管气道周围的平滑肌会突然收缩并导致呼吸困难。

为了分析痉挛期间细胞之间发生的生物化学和机械信号，研究人员创造了一种微型设备——一种“芯片上的支气管”,其大小为健康和哮喘肺中含有人类毛发的细胞的千分之一，在单细胞水平上模拟这种功能。

当他们触发设备上的模拟支气管痉挛时，研究人员发现，最初的收缩会促进激素样化合物的分泌，这可能导致痉挛的额外收缩或放松。在患有哮喘的人中，气道周围的平滑肌在对过敏原和其他刺激的反应中更容易收缩，导致支气管痉挛、喘息和呼吸急促的时间延长。

他们还发现，在支气管痉挛期间，在精确的时间内触发第二次哮喘发作实际上会导致平滑肌松弛，并防止痉挛。

帕内蒂里说，支气管炎的治疗方法在过去50年中没有改变，因为它们适合大多数人——但不是所有人。“微型设备使我们能够深入了解单个细胞如何相互作用，以及与各种肺部疾病中的平滑肌收缩有关，”Panettieri说。“能够在单细胞水平上研究机制，同时观察数千个细胞，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。”

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