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背景和目的：YKL-40蛋白是一种由Chitinase-3-like-1 (CHI3L1)基因编码的人类甲壳酶样蛋白(chitinase-like proteins, CLP),又可称之为人软骨糖蛋白39 (Human Cartilage glycoprotein-39, HCgp39)。YKL-40蛋白虽然能够与甲壳质结合,但是不具备甲壳酶的活性,因此YKL-40蛋白也不具备降解甲壳质的能力,其化学结构的N端是由三个氨基酸构成,分别为：酪氨酸、赖氨酸和亮氨酸,这三个氨基酸的简写分别是Y、K、L,并且恰好蛋白的分子量大小为40千道尔顿(kilo dalton, KD),因此这种蛋白被命名为YKL-40。目前有大量的文献资料显示,YKL-40蛋白不但可以在炎症、组织重构以及组织纤维化等病理生理过程中发挥生物学功能,还可以在实体肿瘤的发生和进展中同样扮演很重要的角色。进一步的研究提示,在Th2型的炎症反应中YKL-40的表达明显增高,这一现象提示YKL-40蛋白和Th2型炎症之间存在着某种联系；除此之外,YKL-40蛋白还具备调节基质细胞增殖和分化的能力,从而能够参与到相关组织的重构过程之中,引起一系列相关的病理变化。我们前期关于YKL-40的研究也发现,与处于哮喘疾病稳定期的患者相比,YKL-40蛋白在处于急性发作期哮喘患者血清中是明显高表达的,这提示哮喘疾病急性发作与YKL-40蛋白高表达之间存在着某种相关性。众所周知,人的支气管上皮细胞覆盖在气道表层,起到抵御外界刺激物和微生物侵袭的作用,构成气道内外环境的有效屏障；不仅如此,支气管上皮还能够在哮喘的发病、急性发作及加重的过程中发挥一定作用,既往的研究通过免疫组化等实验方法,发现YKL-40蛋白在哮喘患者支气管上皮细胞中的表达显著升高,这提示哮喘患者发病时,支气管上皮细胞可能是受到YKL-40蛋白的某种影响,从而参与哮喘病程的发生和发展。而且目前的研究已经证实,气道组织发生重构是哮喘的重要病理基础。很多的学者认为在气道重构过程中,不但包括了支气管平滑肌的数量和体积发生改变,还伴随有支气管平滑肌位置的改变,即支气管平滑肌细胞向上皮细胞发生迁移,基于此种因素导致发生相应的病理变化和临床表现。本课题的主要研究目的是更深入地了解YKL-40蛋白的功能,探讨其如何介导支气管上皮细胞的炎症反应,验证YKL-40是否参与了气道平滑肌细胞增殖和迁移过程,从而更加深入地研究哮喘疾病的发病机制。方法：体外成功培养两种支气管上皮细胞：支气管上皮永生细胞系(BEAS-2B)和原代人支气管上皮细胞(HBECs),用不同浓度的YKL-40蛋白刺激BEAS-2B和HBECs不同时间后,采用荧光定量PCR和ELISA方法检测上清中含有的趋化因子(IL-8、RANTES、Eotaxin)和细胞因子(TNF-a)的变化。按照实验要求配制多种浓度(lng/ml, 10ng/ml, 100ng/ml, 1μg/ml,10μg/ml)的YKL-40蛋白溶液,依次加入两种支气管上皮细胞(BEAS-2B和HBECs)培养瓶内,用以分别刺激培养6个小时,然后再次更换两种上皮细胞的培养基,静置恒温箱同样条件继续培养刺激18小时后,分别收集这两种上皮细胞培养液上清,并予以详细标注、命名后待用。BEAS-2B上清液命名为：YKL-40-BEAS-2B-CM; HBECs上清液命名为：YKL-40-HBECs-CM。然后把两种上清分别加入支气管平滑肌细胞(BSMCs)培养瓶,用于替代支气管平滑肌细胞常规培养基进行培养刺激。然后在24小时后检测BSMCs的迁移能力变化,72小时后检测BSMCs的增殖能力变化。另外,使用免疫沉淀法去除两种上清(YKL-40-BEAS-2B-CM和YKL-40-HBECs-CM)内的IL-8,分别重复上述实验步骤,以对照研究IL-8在其中的作用。同时设立阳性对照组,即在BSMCs常规培养基内加入rhIL-8,得到富含白介素8的培养液,培养液含有rhIL-8浓度分别为1ng/ml, 10ng/ml,20ng/ml.结果：检测两种上清(YKL-40-BEAS-2B-CM和YKL-40-HBECs-CM)内各种趋化因子和细胞因子的变化。YKL-40蛋白能以浓度和时间依赖方式增强IL-8的表达和分泌,但对RANTES, Eotaxin, TNF-α没有显著影响。受到两种上清液YKL-40-BEAS-2B-CM和YKL-40-HBECs-CM的刺激后,BSMCs的增殖能力和迁移能力能够显著增强,但两种上清中的IL-8被去除后,再次用于刺激BSMCs,细胞增殖和迁移能力受到抑制。结论：YKL-40蛋白能够调控支气管上皮表达和分泌IL-8,并且通过这种调控能力参与哮喘发作时的气道炎症反应；YKL-40蛋白能够增强支气管平滑肌细胞的增殖和迁移,参与支气管组织重构。因此,抑制IL-8细胞因子能够影响YKL-40蛋白介导的哮喘炎症反应和气道组织重构,这有望成为控制哮喘发作的有效干预措施之一。