研究背景:变应性鼻炎（Allergic rhinitis,AR）的发病机制未完全清楚,目前尚不能通过有效的方法或途径彻底根治。众所周知,AR是一组免疫球蛋白E（Ig E）介导、包括多种免疫细胞、炎症介质和神经肽参与的I型变应性疾病。但是,AR发病受多种因素影响。研究发现,在黏膜屏障组织中（如肠道黏膜、呼吸道黏膜）,免疫细胞存在于密集的神经元群周围,它们的激活受神经元信号调节,为免疫系统和神经系统之间提供了桥梁。研究表明,鼻黏膜在受到外界刺激时神经元末梢能够释放P物质（Substance P,SP）、降钙素基因相关肽（Calcitonin Gene-Related Peptide,CGRP）、血管活性肠肽（Vasoactive intestinal peptide,VIP）、神经激肽A（Neurokinin A,NKA）等神经肽,这些物质参与过敏反应的发生,提示神经调控在AR发病中发挥重要的作用。我们团队以往的研究发现,AR大鼠鼻黏膜的神经元与免疫细胞存在形态学构筑关系;神经肽P物质通过神经调控和免疫调控双重途径诱导肥大细胞脱颗粒参与AR发病。综合国内外文献和我们以往的研究,我们团队申报并获得6项国家自然科学基金课题资助,核心科学问题是探讨AR发病是否受中枢和外周两个层面即神经-免疫双重调控。2型固有淋巴细胞（Group 2 innate lymphoid cells,ILC2s）是新发现的一种免疫效应细胞,是气道屏障表面免疫应答的关键调节细胞。研究证实,AR患者外周血和鼻黏膜中ILC2s比例升高,并且ILC2s在上皮源性细胞因子（IL-33、IL-25、TSLP）刺激后,可以大量释放2型炎症因子（如IL-4、IL-5、IL-13）,从而加重过敏性炎症。神经末梢,如副交感神经末梢及其释放的生物活性物质,是否参与ILC2s的调节?目前尚不十分清楚。神经介素U（Neuromedin U,NMU）是一种由胆碱能神经元分泌的多功能神经肽,在多种2型炎症疾病模型中报道NMU是ILC2s活化的必需品。在哮喘小鼠研究中发现,NMU能够体外激活ILC2s,并可以结合IL-25共同活化体内ILC2s,增强过敏性炎症。另外,在小鼠胃肠道炎症模型中发现,受抗原刺激后肠道胆碱能神经元释放NMU,后者能够与ILC2s共定位并激活ILC2s,促使其释放大量的Th2样炎症因子,继而激发2型炎症反应。然而,AR中ILC2s和NMU之间的神经免疫调节关系及具体机制目前尚不清楚。综合上述研究成果以及我们团队多年来探索的AR神经免疫机制方面的工作积累,我们提出如下科学假说,即鼻过敏时副交感神经末梢的NMU通过活化ILC2s诱发2型炎症反应,反过来,ILC2s释放的多种炎性介质也可以刺激神经末梢,从而形成神经末梢-ILC2s之间的正反馈环路。因此,本课题着重探索NMU参与鼻过敏炎症反应可能的机制,具体分以下三部分进行:（1）通过文献计量学的方法了解NMU的“前世今生”,尽可能全面了解NMU的各种功能并预测其未来发展趋势;（2）观察外源性NMU刺激对外周循环中ILC2s产物及其功能的影响,探索NMU参与AR发病的可能机制;（3）探究AR时鼻腔局部NMU的表达以及其功能,并进一步观察NMU对ILC2s功能的影响,以期弄清楚神经递质参与固有免疫调节的机制,完善AR的神经免疫理论,为AR的防治提供新的思路和策略。第一部分:神经介素U的研究现状:文献计量和视觉分析目的:神经介素U（Neuromedin U,NMU）是一种广泛分布于全身的调节肽,通过其相应的受体发挥多种生理功能。近年来,随着对NMU功能研究的逐步明确,NMU已成为各研究领域关注的焦点。然而,目前还没有文献计量学对NMU的发展趋势和知识结构进行研究或报导。方法:本研究通过Web of Science（Wo S）数据库查找所有年份发表的包含“neuromedin U”主题的论文,在线生成“Wo S文献分析报告”来评估其发表特征,包括国家/地区、机构、期刊、作者及其年度发表数量、被引频次和H指数等。使用VOSviewer软件,从NMU相关的文章中,统计分析相关研究领域的发展轨迹,包括相关国家、机构、作者和关键词。结果:我们检索了来自41个国家438个组织的1661位作者在332种期刊上发表的与NMU相关的论文338篇。日本的一个研究小组于1985年首次报道了对NMU的研究。1987年至2006年,先后发表了9篇关于NMU的论文。2009年NMU相关研究全球共发表了30篇论文,与之前相比出现了这一领域的小飞跃。在进行此项研究的国家中,日本和美国的贡献最为突出。合作最高的机构是National Cerebral and Cardiovascular Center Research Institute（日本）、Miyazaki University（日本）和the University of Texas Medical Branch（美国）。日本国立再培训心血管中心研究所生物化学系的Miyazato M、Kangawa K和Mori K是被引用次数最多的高产作者。关键词分析显示六大类群:中枢神经系统、内稳态、能量代谢、癌症、免疫炎症和食物摄入,每个系统相关的关键词既不同又相互关联。其中,三篇被引用次数最多的文章都与炎症有关。结论:综上所述,本研究展示了NMU的研究趋势和未来发展方向,客观描述了该领域的贡献,并对未来NMU的研究具有参考价值。NMU在人体中发挥着多种作用,未来其在代谢、肥胖、炎症、尤其是癌症方面的作用将继续引起学者们的关注。NMU作为一种治疗靶点,值得深入研究。第二部分:神经介素U通过ERK通路诱导变应性鼻炎患者外周血2型固有淋巴细胞的活化目的:在变态反应性疾病中,2型固有淋巴细胞（ILC2s）起着关键作用。研究发现,AR患者外周循环中ILC2s比例明显升高,且经过相应的脱敏治疗后,ILC2s比例降低,提示ILC2s是AR的重要指标。NMU是一种高度保守的多功能神经肽,由胆碱能神经元分泌,NMU能够通过ILC2s驱动的2型炎症反应加重或诱发哮喘发病。然而,AR与哮喘属于同一气道,同一种疾病,NMU对AR患者ILC2s的确切作用尚不清楚。方法:本研究共纳入15名持续性AR患者和8名健康对照（Healthy control,HC）。采用流式细胞术计数外周血单个核细胞（Peripheral Blood Mononuclear Cell,PBMC）中ILC2s的百分比。在IL-33或NMU体外刺激下（存在IL-2）的观察PBMC或者分选纯化的ILC2s合成并释放2型炎症细胞因子（IL-5和IL-13）的情况,以及联合细胞外信号相关激酶（Extracellular signal-related kinase,ERK）抑制剂后上述不同刺激条件下,评估PBMC及ILC2s合成并释放2型炎症细胞因子的变化。结果:我们的研究结果证实AR患者外周循环ILC2s的比例（5.86±1.01）明显高于HC组（1.55±0.32）,差异具有明显的统计学意义（P＜0.0001）。AR患者的ILC2s水平与VAS评分呈正相关（R2=0.5888,P=0.0008）。我们还发现NMU或IL-33刺激AR患者的PBMC中IL-5和IL-13的释放明显高于HC组,差异具有明显的统计学意义。在AR患者中,与IL-33相比,NMU刺激PBMC或纯化后ILC2s产生更多的2型炎症因子IL-5和IL-13。此外,我们还观察到,当给予ERK通路抑制剂,ERK通路受到抑制时,NMU促进ILC2s激活和增殖的功能明显受到限制,而IL-33活化ILC2s的能力则影响不大。结论:NMU有效地激活AR患者外周循环中的ILC2s,促使其产生更多的Th2型细胞因子,而NMU的这种激活功能能够被ERK通路抑制剂所阻止。由此可见,神经肽NMU能够活化AR患者外周循环中的ILC2s,提示AR发病时神经调控可能参与免疫激活,该结果为AR的神经-免疫机制做了完善和补充。第三部分:NMU活化2型固有淋巴细胞加重变应性鼻炎时鼻腔局部炎症目的:在鼻黏膜屏障组织中,免疫细胞存在于密集的神经元群周围,我们团队以往的研究发现神经肽P物质通过神经调控和免疫调控双重途径诱导肥大细胞脱颗粒而参与变应性鼻炎（AR）发病。研究表明,鼻黏膜在受到外界刺激时神经元能够释放P物质（Substance P,SP）、降钙素基因相关肽（Calcitonin Gene-Related Peptide,CGRP）、血管活性肠肽（Vasoactive intestinal peptide,VIP）、神经激肽A（Neurokinin A,NKA）等神经肽参与过敏反应的发生,提示神经肽在AR发病中发挥重要的作用。NMU是一种由胆碱能神经元分泌的多功能神经肽,参与哮喘和肠道炎症发病,然而,NMU是否参与AR发病尚不清楚,本研究初步探索鼻过敏时鼻腔局部神经肽NMU对AR发病的影响,从而揭开AR神经免疫机制的神秘“面纱”。方法:本研究通过GSE46171基因芯片寻找AR与健康对照组的差异基因,并进行功能富集,定位目的基因。通过RT-PCR和免疫荧光的方法观察AR和对照组鼻黏膜中NMU、NMUR1的表达及位置,采用流式细胞仪检测鼻黏膜中ILC2s的表达,并分析ILC2s与NMU及NMUR1相关性,初步评价NMU对AR患者的影响。建立AR动物模型,观察小鼠鼻腔局部NMU的表达,并给予NMU及其抑制剂滴鼻,进一步探索NMU对鼻腔局部及全身ILC2s的活化功能的影响,检AR小鼠受到不同刺激后小鼠体内免疫指标（OVA-s Ig E、IL-5、IL-13、NMUR1以及ILC2s相关指标）的变化。结果:本研究借助大数据平台通过R语言分析GSE46171基因芯片中AR患者和健康对照组间的差异基因,共筛选出差异基因1137个,其中,上调基因313个,下调基因824个。结合本课题组的方向,我们重点关注了神经肽NMU,其作为上调差异基因,在AR组显著升高。GO分析结果我们着重关注调节固有免疫反应以及配体受体活化。之后,从基因和蛋白水平对NMU、NMUR1的表达进行验证。RT-PCR研究结果发现,AR患者鼻黏膜中NMU m RNA的表达（17.98±3.28）明显高于对照组（1.01±0.11）,二者之间有明显的统计学差异（P=0.0019）;NMUR1 m RNA相对表达量（3.15±0.04）显著高于对照组（1.0±0.09）,差异具有统计学意义（P＜0.05）。免疫荧光结果发现NMU广泛分布于AR患者鼻黏膜层的黏膜肌层中;而NMUR1主要在AR患者鼻黏膜固有层、黏膜肌层以及腺体的腺上皮内和腺上皮基底部中高表达。AR患者鼻黏膜局部ILC2s显著升高（4.5±0.25）,并与NMU（R2=0.9945,P=0.047）、NMUR1（R2=0.9986,P=0.024）呈正相关关系。进一步通过动物模型观察发现NMU能够显著增强OVA致敏小鼠鼻腔局部和全身炎症反应,并能够促使ILC2s活化释放更多的2型炎症细胞因子,然而NMU该作用能够被ERK通路抑制剂阻断,提示NMU通过ERK通路活化ILC2s而参与AR发病。结论:鼻过敏时鼻腔局部神经肽NMU显著升高,其通过ERK通路活化ILC2s释放2型细胞因子而参与或加重AR发病。这为AR由单一的免疫机制到神经-免疫机制的多元化因素的探索奠定基础,也为AR的防治即突破免疫治疗的局限提供新的思路。