S'abonner

Molecular pathways underlying lung-brain axis signaling in asthma: Relevance for psychopathology and neuroinflammation - 04/01/24

Doi : 10.1016/j.jaci.2023.07.025 
Kimberly A. Dill-McFarland, PhD a, , Matthew C. Altman, MD a, b, , Stephane Esnault, PhD c, Nizar N. Jarjour, MD c, William W. Busse, MD c, Melissa A. Rosenkranz, PhD d, e,
a Division of Allergy and Infectious Diseases, University of Washington, Seattle, Wash 
b Systems Immunology Program, Benaroya Research Institute, Seattle, Wash 
c Division of Allergy, Pulmonary and Critical Care Medicine, University of Wisconsin-Madison, Madison, Wis 
d Center for Healthy Minds, University of Wisconsin-Madison, Madison, Wis 
e Department of Psychiatry, University of Wisconsin-Madison, Madison, Wis 

Corresponding author: Melissa A. Rosenkranz, PhD, Center for Healthy Minds, University of Wisconsin-Madison, 625 W. Washington Ave, Madison, WI 53703.Center for Healthy MindsUniversity of Wisconsin-Madison625 W. Washington AveMadisonWI53703

Graphical abstract




Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Abstract

Background

Accumulating evidence indicates that asthma has systemic effects and affects brain function. Although airway inflammation is proposed to initiate afferent communications with the brain, the signaling pathways have not been established.

Objective

We sought to identify the cellular and molecular pathways involved in afferent lung-brain communication during airway inflammation in asthma.

Methods

In 23 adults with mild asthma, segmental bronchial provocation with allergen (SBP-Ag) was used to provoke airway inflammation and retrieve bronchoalveolar lavage fluid for targeted protein analysis and RNA sequencing to determine gene expression profiles. Neural responses to emotional cues in nodes of the salience network were assessed with functional magnetic resonance imaging at baseline and 48 hours after SBP-Ag.

Results

Cell deconvolution and gene coexpression network analysis identified 11 cell-associated gene modules that changed in response to SBP-Ag. SBP-Ag increased bronchoalveolar lavage eosinophils and expression of an eosinophil-associated module enriched for genes related to TH17-type inflammation (eg, IL17A), as well as cell proliferation in lung and brain (eg, NOTCH1, VEGFA, and LIF). Increased expression of genes in this module, as well as several TH17-type inflammation–related proteins, was associated with an increase from baseline in salience network reactivity.

Conclusions

Our results identify a specific inflammatory pathway linking asthma-related airway inflammation and emotion-related neural function. Systemically, TH17-type inflammation has been implicated in both depression and neuroinflammation, with impacts on long-term brain health. Thus, our data emphasize that inflammation in the lung in asthma may have profound effects outside of the lung that may be targetable with novel therapeutic approaches.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Key words : Asthma, eosinophils, salience network, TH17, IL-17, depression, gene expression network analysis, fMRI

Abbreviations used : ACQ, BAL, BDI, BOLD, CPM, FDR, Feno, fMRI, ROI, SBP-Ag, SN, sPLS, WLAC


Plan


© 2023  American Academy of Allergy, Asthma & Immunology. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
Ajouter à ma bibliothèque Retirer de ma bibliothèque Imprimer
Export

    Export citations

  • Fichier

  • Contenu

Vol 153 - N° 1

P. 111-121 - janvier 2024 Retour au numéro
Article précédent Article précédent
  • The Child Opportunity Index and asthma morbidity among children younger than 5 years old in Washington, DC
  • Jordan Tyris, Anand Gourishankar, Nikita Kachroo, Stephen J. Teach, Kavita Parikh
| Article suivant Article suivant
  • Nasal epithelial gene expression and total IgE in children and adolescents with asthma
  • Zhongli Xu, Erick Forno, Yidan Sun, Michelle L. Manni, Yueh Ying Han, Soyeon Kim, Molin Yue, Judith M. Vonk, Elin T.M. Kersten, Edna Acosta-Perez, Glorisa Canino, Gerard H. Koppelman, Wei Chen, Juan C. Celedón

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
L’accès au texte intégral de cet article nécessite un abonnement.

Déjà abonné à cette revue ?

Elsevier s'engage à rendre ses eBooks accessibles et à se conformer aux lois applicables. Compte tenu de notre vaste bibliothèque de titres, il existe des cas où rendre un livre électronique entièrement accessible présente des défis uniques et l'inclusion de fonctionnalités complètes pourrait transformer sa nature au point de ne plus servir son objectif principal ou d'entraîner un fardeau disproportionné pour l'éditeur. Par conséquent, l'accessibilité de cet eBook peut être limitée. Voir plus

Mon compte


Plateformes Elsevier Masson

Déclaration CNIL

EM-CONSULTE.COM est déclaré à la CNIL, déclaration n° 1286925.

En application de la loi nº78-17 du 6 janvier 1978 relative à l'informatique, aux fichiers et aux libertés, vous disposez des droits d'opposition (art.26 de la loi), d'accès (art.34 à 38 de la loi), et de rectification (art.36 de la loi) des données vous concernant. Ainsi, vous pouvez exiger que soient rectifiées, complétées, clarifiées, mises à jour ou effacées les informations vous concernant qui sont inexactes, incomplètes, équivoques, périmées ou dont la collecte ou l'utilisation ou la conservation est interdite.
Les informations personnelles concernant les visiteurs de notre site, y compris leur identité, sont confidentielles.
Le responsable du site s'engage sur l'honneur à respecter les conditions légales de confidentialité applicables en France et à ne pas divulguer ces informations à des tiers.


Tout le contenu de ce site: Copyright © 2026 Elsevier, ses concédants de licence et ses contributeurs. Tout les droits sont réservés, y compris ceux relatifs à l'exploration de textes et de données, a la formation en IA et aux technologies similaires. Pour tout contenu en libre accès, les conditions de licence Creative Commons s'appliquent.