气管中的刷细胞通过ATP受体P2Y2产生半胱酰胺白三烯
导论
化学感应表皮细胞通常指小肠中的tuft簇细胞、气管中的brush刷细胞、鼻腔呼吸粘膜中的单个化学感应细胞，这些细胞类型的共同特点是由转录因子Pou2f3启动其特化过程。
Microvillus （微绒毛细胞MVC），小鼠嗅觉上皮中一个独特的群体，有着Trpm5和Plcβ等标志分子的表达，发育的特化也依赖于Pou2f3，但却没有研究横向对比这类细胞与那些化学感应表皮细胞。
MVC能够产生乙酰胆碱，从而调节嗅觉神经元的活动，维持嗅觉上皮的细胞动态平衡，不仅如此，这种细胞还能够对外界作出响应，升高胞内的钙离子浓度，而钙流的产生正是诸如Trpm5激活，炎症因子产生等过程的必要条件。
化学感应细胞中有极高丝氨酰胺白三烯合成酶的转录本的表达，而且，作者近来发现丝氨酰胺白三烯的产生与气管内刷细胞的功能共同出现，但具体的关相关性和机制仍然未知。
丝氨酰胺白三烯的合成过程如下：
细胞膜磷脂—胞质磷脂酶A2—>游离花生四烯酸—5位脂氧化酶（5位脂氧化酶激活蛋白FLAP）—>白三烯A4—白三烯C4合成酶—>白三烯C4—γ谷酰转肽吗酶/转二肽酶—>白三烯D4/E4（白三烯C4\D4\E4统称为丝氨酰胺白三烯）
FcεR1、Dectin-1、Dectin-2这些syk依赖的白细胞受体会引发钙流，然后引发强烈的白三烯合成，与之相比，Toll样受体就不会。
作者之前也发现如果通过呼吸道吸入某种真菌，会引发强烈的丝氨酰胺白三烯依赖的表皮防御反应，在数分钟内鼻黏膜通过杯细胞释放粘蛋白，数天内气管也会发生刷细胞的扩增。
ATP是一种损伤相关分子。（）
结果
与气管的刷细胞相比，鼻黏膜中的表达CHAT的表皮细胞基本特征相似，均有表皮粘连分子和CHAT的表达，但活细胞占比及非白细胞占比显著不同。除此之外，由FS和SS代表的细胞大小和颗粒度两项特征也有显著不同，气管中的刷细胞均为双高型，而鼻腔中的细胞分开成为两个群体，双高（5%）与双底（95%）两种。
与之前研究对应的是，鼻腔中呼吸上皮和嗅觉上皮中的CHAT+表皮细胞确实有两种形态，前者中的较大形态复杂，通常叫做单个化学感受细胞，而后者中的偏小，量更多，且形态单一，通常叫做微绒毛细胞。
鼻腔中的这两类细胞均表达chat，pou2f3,trpm5,plcβ2，avil，sox9等。
对于双高与双底两类细胞，在味觉受体及白介素25及白介素17受体的表达有差异。
不过，这两类均表达lgr5，与气管刷细胞不同。
通过对tuft细胞特意的细胞签名基因的检测，大约有70%的重合，由此可知这两类细胞均属于刷/tuft细胞家族。
通过免疫组化的检测，只有呼吸上皮中大而复杂的细胞中有DCLK1的表达，而嗅觉上皮中的没有，表达于其他细胞。
对三种刷细胞及气管和鼻腔上皮细胞的100多个多变基因的分析表明这些刷细胞们共有的基因多为tuft细胞共有的。且白三烯合成通路与磷酸酯酰肌醇激酶有明显且保守的表达。
半胱酰胺白三烯通常主要来自白细胞，但我们的数据表明鼻腔中刷细胞的生产能力能够超过同来源的CD45阳性的白细胞，即时在对细胞数量标准化后仍然如此，这些证据与基因表达共同表明了这类细胞在鼻腔中的功能很可能是响应外界刺激，然后通过经典通路分泌半胱酰胺白三烯。
以上结果说明了这些刷细胞的功能，接下来我们要找到触发这些合成反应的受体，通过对RNA测序数据的分析，结果表明T1R3，几种T2R,P2Y2和P2X4等在刷细胞中相对于鼻腔上皮细胞有较高表达。通过P2Y2和P2X4的通用配体ATPγS的刺激，刷细胞产生了白三烯，并存在剂量依赖，与骨髓源的肥大细胞的反应类似。通过合成通路抑制剂（MK-886）,P2Y2特异抑制剂（AR-C118925），P2X4特异抑制剂（5-BDBD）的各自处理，可以得到结论，白三烯的产生由受体P2Y2触发，后续的释放也是通过经典的合成通路。
嘌呤能受体对ATP,ADP,UTP有不同的亲和性但又有重叠，P2Y2识别ATP和UTP，而P2X4识别ATP。
有两篇研究表示小肠和气管内的刷细胞存在Ptprc的转录本，可以翻译为造血干细胞受体CD45，而我们也在我们的GFP+EpCAM+鼻腔刷细胞的流式分选中发现了低表达的CD45，并且占比可以达到90%.不过，利用CD45的分选策略并不能达到完全的分选，因为CD45的表达与阴性细胞荧光强度相差不大。利用这种策略进行分选，敲除pou2f3的小鼠的鼻腔内完全无法得到刷细胞，而敲除白三烯合成通路酶ltc4s的小鼠的细胞对ATPγS完全不反应。故P2Y2是白三烯释放的特异性受体。在野生型和pou2f3的小鼠进行的个体实验也证明了这一点。
霉菌和尘螨这些空气过敏原有报道称会触发气管内ATP的释放，当使用这些物质刺激分选后的细胞时，能够产生相应的白三烯释放，而抑制剂和基因的敲除则会导致白三烯释放的降低和消失，与前文结果对应。
以上这些结果使得刷细胞成为了不依赖免疫球蛋白E的气管内白三烯释放的主要来源，而白三烯的释放也成为了刷细胞的功能之一。
最后，通过对BAL中炎症细胞的分析，嗜酸性粒细胞在刺激后的增殖及pou2f3敲除后对刺激的不敏感均表明这些刷细胞在气管免疫中的重要作用。
讨论
我们的结果表明白三烯的释放是化学感受细胞的一种常见的效应机制，与传统认知中白三烯的气管炎症反应效应分子的角色不同。我们鉴定得到的负责这一功能的受体是之前未在化学感受收细胞中有报道，结合其他类型细胞中多样的受体组成了SSC群体的受体异质性，这可能是局部环境的适应性感应。
我们发现所有的气管刷细胞都表达高水平的P2Y2和P2X4。
鼻腔的白三烯的释放介导了重要的气管效应功能，包括杯细胞的粘蛋白的释放，粘膜下血管的舒张，肥大细胞的去颗粒化。然而，这些白三烯对整个鼻腔黏膜系统的重要性和功能仍待阐明。气管炎症反应中刷细胞同时分泌多种炎症分子，包括白介素，白三烯，前列腺素等，这些分子各自的角色和同促效应仍需要研究。
气管刷细胞中味觉受体的触发会引起肥大细胞的去颗粒化，这一过程依赖于三叉神经中肽能感觉神经的激活，而这种白介素激发的炎症反应与神经系统的互作是否存在，以及如何互作均需要进一步探讨。
