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圧縮ストレスは鼻ポリープ上皮の細胞骨格リモデリングを介して集団移動を誘導する
Compressive stress induces collective migration through cytoskeletal remodelling in nasal polyp epithelium.
PMID: 32666957 DOI: 10.4193/Rhin19.268.
抄録
背景:
鼻腔内の鼻ポリープや上顎洞内の粘液排出物は、鼻粘膜上皮に圧縮応力を示す。しかし、圧縮応力がヒトの鼻粘膜上皮にどのような影響を与えるかについては、これまで数少ない研究しか行われていませんでした。
BACKGROUND: Nasal polyps in the nasal cavity and mucous discharge inside the maxillary sinus exhibit compressive stress on the nasal mucosal epithelium. However, there have been only a few studies on how compressive stress impacts the human nasal mucosal epithelium.
方法論:
我々は、よく分化した正常ヒト鼻粘膜上皮（NHNE）細胞とヒト鼻ポリープ上皮（HNPE）細胞を用いて、集団移動、接合タンパク質、経上皮電気抵抗、上皮透過性、遺伝子発現に及ぼす圧縮応力の影響を調べた。
METHODOLOGY: We investigated the effect of compressive stress on collective migration, junctional proteins, transepithelial electri- cal resistance, epithelial permeability, and gene expression in well-differentiated normal human nasal epithelial (NHNE) cells and human nasal polyp epithelial (HNPE) cells.
結果:
NHNE細胞は150mmH20までの圧縮応力ではほとんど集団移動を示さなかったが、HNPE細胞は100mmH20よりも低い圧縮応力で集団移動を示した。しかし、HNPE細胞は、100 mmH20の低い圧縮応力では、はるかに大きな集団移動の程度を示した。HNPE細胞の細胞遊走は、100 mmH2O圧縮では3日目に有意に減少し、7日目には圧縮ストレス前の状態に回復した。また、圧縮応力は経上皮の電気抵抗を増加させ、上皮の透過性を低下させたことから、圧縮応力が細胞間の物理的相互作用よりも構造組織を乱していることが示唆された。さらに、圧縮ストレスはHNPE細胞において気道炎症や組織リモデリングに関連する遺伝子発現を誘導することも明らかにした。
RESULTS: NHNE cells barely showed collective migration at compressive stress up to 150 mmH20. However, HNPE cells showed much greater degree of collective migration at a lower compressive stress of 100 mmH20. The cell migration of HNPE cells sub- jected to 100 mmH2O compression was significantly decreased at day 3 and was recovered to the status prior to the compressive stress by day 7, indicating that HNPE cells are relatively more sensitive to mechanical pressure than NHNE cells. Compressive stress also increased transepithelial electrical resistance and decreased epithelial permeability, indicating that the compressive stress disturbed the structural organization rather than physical interactions between cells. In addition, we found that compressive stress induced gene expressions relevant to airway inflammation and tissue remodelling in HNPE cells.
結論:
これらの知見をまとめると、鼻ポリープ上皮への圧縮ストレスは、炎症性メディエーターが存在しない場合でも、集団移動を誘導し、気道炎症、自然免疫、ポリープの再剥離に関連する遺伝子の発現を増加させることが可能であることが示された。
CONCLUSION: Taken together, these findings demonstrate that compressive stress on nasal polyp epithelium is capable of inducing collective migration and induce increased expression of genes related to airway inflammation, innate immunity, and polyp remo- delling, even in the absence of inflammatory mediators.