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背景和目的：支气管哮喘(哮喘)是呼吸系统的常见病和多发病,是由多种细胞和细胞组分参与的气道慢性炎症性疾病。Hedgehog(HH)信号通路在胚胎期发育和生后组织、器官的完整及功能的发育保持中起重要作用。近年来发现急性肺损伤的修复不但与胎肺的发育过程类似,且修复过程中HH信号通路异常激活。杯状细胞分布于气道上皮细胞中,并参与构成黏液纤毛清除系统而成为气道的第一道防线,其化生引起的气道黏液大量分泌是哮喘气道重塑的重要特征之一,但尚未见HH信号通路与杯状细胞化生之间的相关报道。因此本课题主要研究HH信号通路在杯状细胞化生中的作用和作用机制。方法：首先建立ICR雌性小鼠的哮喘模型,并用1mg/ml、3mg/ml和6mg/ml的Smo蛋白抑制剂环巴胺(Cyclopamine)进行实验性治疗,初步了解抑制HH信号通路对哮喘的影响。为排除环巴胺致炎作用的干扰,我们将Smof/f小鼠的气道上皮细胞接触性敲除Smo基因,期望在不影响肺部炎症的情况下,了解HH信号通路对杯状细胞化生的影响。敲除效率及敲除部位主要通过Smo蛋白的Western Blot和免疫组化来验证,然后用上述实验小鼠建立哮喘模型。计算支气管肺泡灌洗液(BALF)中的白细胞总数、分类计数评价肺泡炎症的情况；采用组织切片HE染色和PAS染色及Muc5c免疫荧光的方法测定肺组织炎症浸润和黏蛋白的情况；同时用免疫组化方法检测小鼠肺组织Ptchl和Glil的蛋白表达。体外实验用S]mo激动剂Purmorphamine诱导人支气管上皮细胞(HBE),通过qRT-PCR来评价上皮细胞Muc5ac、Spdef、FoxA2和HH信号通路关键信号分子的mRNA水平改变。结果：(1)Smo蛋白抑制剂环巴胺实验性治疗哮喘：给药组小鼠与模型组小鼠相比,肺泡灌洗液中白细胞总数和嗜酸性粒细胞数降低,肺组织的炎症浸润同样是减轻趋势(1mg/ml的环巴胺对炎症无明显影响)；给药组Muc5ac、Ptch1和Glil的蛋白水平与模型组相比总趋势也是降低的,1mg/ml的环巴胺可以显著降低Muc5ac的合成。(2)气道上皮细胞敲除Smo基因后对哮喘的影响：采用气道上皮Smo敲除的小鼠模型,发现哮喘模型组小鼠的炎症细胞总数增高及肺部的浸润明显严重,而气道上皮的Smo基因敲除后,炎症情况没有显著性差异。Muc5ac的蛋白水平在哮喘模型组气道上皮细胞中同样明显增高,基因敲除后表达量显著性降低,与HH信号通路下游信号分子的变化趋势一致。(3)体外机制研究实验：Smo激动剂能有效的上调HBE细胞中Ptchl和Glil的基因表达,与此同时,促进Spdef基因表达,抑制FoxA2基因表达,最终上调Muc5ac基因。结论：HH信号通路在哮喘小鼠肺中是异常激活的；HH信号通路参与了哮喘气道黏液的分泌,并可能参与促进杯状细胞化生的机制；HH信号通路可能是通过Spdef和FoxA2来调控杯状细胞化生、调节黏蛋白分泌。研究结果提示HH信号通路促进上皮细胞杯状化生,可能是治疗哮喘的潜在靶点。