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慢性鼻副鼻腔炎マウスモデルの発生と免疫病理学的特徴
Development and immunopathological characteristics of an Alternaria-induced chronic rhinosinusitis mouse model.
PMID: 32544181 PMCID: PMC7297365. DOI: 10.1371/journal.pone.0234731.
抄録
空気中の真菌は、上気道および下気道の炎症性疾患と関連している。アルテルナリアは一般的に鼻分泌物中に存在し、副鼻腔粘膜からのケミカルメディエーターの産生を誘導する。本研究では、アルテルナリア誘発性慢性鼻副鼻腔炎（CRS）マウスモデルを確立し、宿主のアレルギー背景がCRSの免疫病理学的特徴に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。CRSモデルの確立にはBALB/cマウスを用いた。オバルブミン（ＯＶＡ）前感作の有無にかかわらず、８週間または１６週間、アルテルナリアを経鼻的に植え付けた。全血清IgEおよびオルタナリア特異的IgEレベルを酵素結合免疫吸着アッセイ（ELISA）により測定した。鼻腔洗浄液（NLF）および脾臓細胞中のインターロイキン（IL）-4、IL-10、インターフェロン（IFN）-γおよび腫瘍壊死因子（TNF）-αレベルをELISA法で測定し、副鼻腔粘膜中のそれらのmRNAおよび関連する転写因子のレベルを定量的逆転写酵素ポリメラーゼ連鎖反応（RT-PCR）で測定した。組織学的変化を評価するためにヘマトキシリン・エオシン染色および周期性酸シッフ染色を行った．総血清IgEはアレルギー性CRSと非アレルギー性CRSの両方で増加した。IL-4は16週目のCRSではアレルギー性、非アレルギー性の両方のマウスでNLFに強く発現し、非アレルギー性CRSマウスのNLFでは好酸球だけでなく好中球も増加していた。非アレルギーCRSマウスの副鼻腔粘膜では、Th1、Th2、Tregサイトカインおよび転写因子mRNAのレベルが有意に増加した。CRSマウスでは炎症性細胞浸潤と杯細胞過形成の両方が増加していた。炎症性細胞浸潤を伴う副鼻腔内の炎症を引き起こした。カビに対する副鼻腔粘膜免疫反応は、宿主のアレルギー背景に応じて異なることが示された。
Airborne fungi are associated with upper and lower airway inflammatory diseases. Alternaria is commonly found in nasal secretions and induces the production of chemical mediators from sinonasal mucosa. This study aimed to establish an Alternaria-induced chronic rhinosinusitis (CRS) mouse model and determine the influence of host allergic background on the immunopathological characteristics of CRS. BALB/c mice were used for establishing the CRS model. Alternaria was intranasally instilled for 8 or 16 weeks with or without ovalbumin (OVA) presensitization. Total serum IgE and Alternaria-specific IgE levels were measured by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Interleukin (IL)-4, IL-10, interferon (IFN)-γ, and tumor necrosis factor (TNF)-α levels in nasal lavage fluid (NLF) and splenocytes were measured by ELISA and their mRNAs and levels of associated transcription factors in sinonasal mucosa were determined with quantitative reverse-transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR). Hematoxylin-eosin staining and periodic acid-Schiff staining were performed to evaluate histological changes. Total serum IgE was increased in both allergic and non-allergic CRS. IL-4 was strongly expressed in NLF in both allergic and non-allergic CRS at 16 weeks and not only eosinophils but also neutrophils were increased in NLF of non-allergic CRS mice. The levels of Th1, Th2, and Treg cytokines and transcription factor mRNAs were significantly increased in sinonasal mucosa of non-allergic CRS mice. Both inflammatory cell infiltration and goblet cell hyperplasia were increased in CRS mice. Repeated intranasal instillation of Alternaria results in sinonasal inflammation with inflammatory cell infiltration. The sinonasal mucosal immune responses against Alternaria were shown to differ depending on the host allergic background.