慢性鼻炎的救治之法：抑制MCM2

近年来的研究表明，人鼻上皮祖细胞(hNEPCs)在慢性鼻炎症过程中增殖能力较差。该文研究了导致慢性炎症鼻粘膜中hNEPCs生长潜力降低的关键分子，于2020年12月发表在《J Allergy Clin Immunol》IF:10.228杂志上。

技术路线如下：

主要研究结果如下：

1、与对照组粘膜来源的hNEPCs相比鼻息肉(NPs)来源的hNEPCs增殖能力下降

如图1所示，从对照组鼻粘膜中P1至P3的hNEPCs均呈典型的鹅暖石形态，而NP组织来源的hNEPCs则为“煎鸡蛋形”，并且集落形成和Ki67染色均表明P2和P3的hNEPCs增殖效率显著低于对照。

图1由NP (n=3)和control (n=3)衍生的hNEPCs的增殖动态

2、通过RNA测序（RNA-seq）和细胞周期分析抑制NP衍生的hNEPC中细胞周期进程（例如G1/S相变）

收集P1至P3的对照组和NP组hNEPCs细胞进行转录组测序，鉴定相同细胞来源不同组间的差异表达基因（DEGs），结果如图2所示。此外，GO分析的结果显示NP来源的hNEPCs中的DEGs主要与细胞周期等生命过程相关，如细胞周期G1/S相变。随后分析了对照组和NP组间的差异表达基因，重要的是这些DEGs参与的生命活动最显著的5个也都与细胞周期调控相关：DNA复制，细胞分裂，有丝分裂细胞周期相变；并且DNA复制也是最显著富集的通路（图2E-F）。随后，作者分析了不同样本中的细胞周期，发现从P1至P3，NP和对照组来源的hNEPCs都表现出G1期比例增加，而S和G2期比例减少（图2H-G），但是NP样本的细胞有显著更高的G1期比例和更低的S和G2期。这些结果表明在NP样本细胞中细胞周期进展（特别是G1/S转化）被显著抑制导致了更慢的生长动力学。

图2从NP (n=3)和对照(n=3)样本传代的hNEPCs的RNA-seq分析和细胞周期分析

3、降低G1/S转化候选基因MCM2表达导致NP样本中hNEPCs细胞增殖减缓

作者列举了RNA测序中GO分析和KEGG分析中DNA复制途径中涉及的基因，包含许多MCM家族基因，如（MCM2，MCM3，MCM4，MCM5，MCM6，MCM7）都在NP样本hNEPCs细胞中下调表达（图3A）。检测发现P1阶段，在mRNA和蛋白质水平MCM2的表达在NP和对照样本中都一样，但是在P2和P3阶段NP样本中的表达显著下降（图2B-D）。重要的是，干扰MCM2的表达可以显著降低hNEPCs的增殖（图2E-G）。这些暗示着MCM2在NP中hNEPCs周期限制中发挥重要作用。

图3 NP (n=3)和对照(n=3)样本及MCM2敲除实验中hNEPCs MCM2表达水平的比较

随后，作者发现在MCM敲低的细胞中，p63+起源细胞的数量不受影响，但是增殖标志物的表达都显著下降了（图4A-F）。此外，MCM家族的其它基因（MCM3，MCM5，MCM6，MCM7）在MCM2敲低后，它们的表达也都显著下降了，表明MCM复合物的活性受到抑制（图4G-K）。总之，这些结果证实MCM2是维持hNEPCs表达所必须的。

图4 MCM2的抑制导致hNEPCs的增殖能力受限

4、异常重塑鼻上皮基底细胞的MCM2蛋白水平下降

作者检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蛋白表达，评价了两种主要类型的上皮重塑：如p63 +细胞所示的基底细胞增生和如MUC5AC所示的杯状细胞增生。MCM2蛋白主要位于正常上皮的基底层和重塑上皮的基底或上基底层中（图5，A-B）。在具有基础细胞增生或杯状细胞增生的重塑上皮中，p63 +基底细胞中MCM2阳性细胞的百分比显著低于健康对照组的正常上皮（图5，C）。 另外，比较了嗜酸性NP和非嗜酸性NP之间上皮中的MCM2 + / p63 +百分比，但是这两个NP亚组之间没有显着差异（图5，D）。 这些结果表明，MCM2在基底细胞中表达的降低可能与发炎的鼻粘膜上皮细胞增殖能力差有关。

图5 NPs异常重塑上皮细胞(25例)中MCM2+p63+细胞的减少与健康鼻粘膜正常上皮细胞(10例)比较

参考文献：

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