慢性鼻炎的救治之法：抑制MCM2

近年來的研究表明，人鼻上皮祖細胞(hNEPCs)在慢性鼻炎癥過程中增殖能力較差。該文研究了導致慢性炎癥鼻粘膜中hNEPCs生長潛力降低的關鍵分子，于2020年12月發(fā)表在《J Allergy Clin Immunol》IF:10.228雜志上。

技術路線如下：

主要研究結果如下：

1、與對照組粘膜來源的hNEPCs相比鼻息肉(NPs)來源的hNEPCs增殖能力下降

如圖1所示，從對照組鼻粘膜中P1至P3的hNEPCs均呈典型的鵝暖石形態(tài)，而NP組織來源的hNEPCs則為“煎雞蛋形”，并且集落形成和Ki67染色均表明P2和P3的hNEPCs增殖效率顯著低于對照。

圖1由NP (n=3)和control (n=3)衍生的hNEPCs的增殖動態(tài)

2、通過RNA測序（RNA-seq）和細胞周期分析抑制NP衍生的hNEPC中細胞周期進程（例如G1/S相變）

收集P1至P3的對照組和NP組hNEPCs細胞進行轉錄組測序，鑒定相同細胞來源不同組間的差異表達基因（DEGs），結果如圖2所示。此外，GO分析的結果顯示NP來源的hNEPCs中的DEGs主要與細胞周期等生命過程相關，如細胞周期G1/S相變。隨后分析了對照組和NP組間的差異表達基因，重要的是這些DEGs參與的生命活動最顯著的5個也都與細胞周期調控相關：DNA復制，細胞分裂，有絲分裂細胞周期相變；并且DNA復制也是最顯著富集的通路（圖2E-F）。隨后，作者分析了不同樣本中的細胞周期，發(fā)現從P1至P3，NP和對照組來源的hNEPCs都表現出G1期比例增加，而S和G2期比例減少（圖2H-G），但是NP樣本的細胞有顯著更高的G1期比例和更低的S和G2期。這些結果表明在NP樣本細胞中細胞周期進展（特別是G1/S轉化）被顯著抑制導致了更慢的生長動力學。

圖2從NP (n=3)和對照(n=3)樣本傳代的hNEPCs的RNA-seq分析和細胞周期分析

3、降低G1/S轉化候選基因MCM2表達導致NP樣本中hNEPCs細胞增殖減緩

作者列舉了RNA測序中GO分析和KEGG分析中DNA復制途徑中涉及的基因，包含許多MCM家族基因，如（MCM2，MCM3，MCM4，MCM5，MCM6，MCM7）都在NP樣本hNEPCs細胞中下調表達（圖3A）。檢測發(fā)現P1階段，在mRNA和蛋白質水平MCM2的表達在NP和對照樣本中都一樣，但是在P2和P3階段NP樣本中的表達顯著下降（圖2B-D）。重要的是，干擾MCM2的表達可以顯著降低hNEPCs的增殖（圖2E-G）。這些暗示著MCM2在NP中hNEPCs周期限制中發(fā)揮重要作用。

圖3 NP (n=3)和對照(n=3)樣本及MCM2敲除實驗中hNEPCs MCM2表達水平的比較

隨后，作者發(fā)現在MCM敲低的細胞中，p63+起源細胞的數量不受影響，但是增殖標志物的表達都顯著下降了（圖4A-F）。此外，MCM家族的其它基因（MCM3，MCM5，MCM6，MCM7）在MCM2敲低后，它們的表達也都顯著下降了，表明MCM復合物的活性受到抑制（圖4G-K）?？傊?，這些結果證實MCM2是維持hNEPCs表達所必須的。

圖4 MCM2的抑制導致hNEPCs的增殖能力受限

4、異常重塑鼻上皮基底細胞的MCM2蛋白水平下降

作者檢查了健康黏膜正常上皮中的以及NP黏膜中重塑的上皮的MCM2蛋白表達，評價了兩種主要類型的上皮重塑：如p63 +細胞所示的基底細胞增生和如MUC5AC所示的杯狀細胞增生。MCM2蛋白主要位于正常上皮的基底層和重塑上皮的基底或上基底層中（圖5，A-B）。在具有基礎細胞增生或杯狀細胞增生的重塑上皮中，p63 +基底細胞中MCM2陽性細胞的百分比顯著低于健康對照組的正常上皮（圖5，C）。 另外，比較了嗜酸性NP和非嗜酸性NP之間上皮中的MCM2 + / p63 +百分比，但是這兩個NP亞組之間沒有顯著差異（圖5，D）。 這些結果表明，MCM2在基底細胞中表達的降低可能與發(fā)炎的鼻粘膜上皮細胞增殖能力差有關。

圖5 NPs異常重塑上皮細胞(25例)中MCM2+p63+細胞的減少與健康鼻粘膜正常上皮細胞(10例)比較

參考文獻：

Li Li Yue., Zhou Yu Tao., Sun Lin., Liu Xin Yi., Li Jian., Hong Yue., Ye Xiao Yan., Bao Qing., Meng Qing Xiang., Wen Wei Ping., Chen He Xin., Li Chun Wei.(2020). Downregulation of MCM2 contributes to the reduced growth potential of epithelial progenitor cells in chronic nasal inflammation. J Allergy Clin Immunol, undefined(undefined), undefined. doi:10.1016/j.jaci.2020.11.026