慢性鼻副鼻腔炎における経上皮イオン輸送特性における塩化物分泌能の違い

Differential Chloride Secretory Capacity in Transepithelial Ion Transport Properties in Chronic Rhinosinusitis.

• Justin McCormick
• Kyle Hoffman
• Harrison Thompson
• Daniel Skinner
• Shaoyan Zhang
• Jessica Grayson
• Beate Illek
• Do-Yeon Cho
• Bradford A Woodworth

抄録

背景:

上皮イオン輸送は気道粘膜表面の水分補給を調節し、その結果、効果的な粘膜クリアランス（MCC）を促進する。上皮経上皮Cl輸送の低下は、慢性鼻副鼻腔炎（CRS）において、MCCを阻害し、粘液粘度を上昇させることで、上皮機能不全に寄与している可能性がある。本研究の目的は、ヒト副鼻腔上皮の培養物からのClチャネル輸送特性を評価することである。

BACKGROUND: Epithelial ion transport regulates hydration of airway mucosal surfaces, and thus promotes effective mucociliary clearance (MCC). Decreased transepithelial Cl transport may contribute to epithelial dysfunction by abrogating MCC and increasing mucus viscosity in chronic rhinosinusitis (CRS). The objective of the current study is to evaluate Cl channel transport properties from cultures of human sinonasal epithelia.

方法:

副鼻腔手術を受けた患者から採取したヒト副鼻腔上皮（HSNE）を気液界面で培養し、合流と完全分化を行った。上皮単分子膜をUssing Chambersにマウントし、イオン輸送の薬理学的操作を検討した。上皮Ｎａチャネル（アミロリドを介して）、ＣＦＴＲ（フォルスコリンを介して）、およびＣａ活性化Ｃｌチャネル（ＣａＣＣ、ＵＴＰを介して）輸送を、３つの異なる患者グループ間で調査した。コントロール、CRSおよびポリポーシスを有するCRSの3つの異なる患者グループ：コントロール、CRSおよびCRS。CFTRのmRNAレベルは、定量的RT-PCRで評価した。

METHODS: Human sinonasal epithelia (HSNE) from patients undergoing sinus surgery were cultured at an air-liquid interface to confluence and full differentiation. The epithelial monolayers were mounted in Ussing Chambers to investigate pharmacological manipulation of ion transport. Epithelial Na channel (via Amiloride), CFTR (via forskolin), and Ca-activated Cl channel (CaCC, via UTP) transport were investigated among three different patient groups: Control, CRS and CRS with polyposis. CFTR mRNA levels were evaluated with quantitative RT-PCR.

結果:

18人の患者(Control=9、CRS=6、CRS with polyposis=3)からのHSNE培養を142回の実験で評価した。18人の患者からの要約データから、CRS（7.58+/-2.24µA/cm）では、コントロール（25.86+/-3.44µA/cm）およびポリープを伴うCRS（20.16+/-4.0µA/cm）と比較して、刺激されたCFTR媒介陰イオン輸送（ΔI）が有意に低かったことが明らかになった（p=0.004）。CaCCアニオン輸送については、群間で統計的に有意な差は認められなかった（p=0.39）。CRS培養では有意なmRNAの減少（相対発現）が認められた（CRS=40.83+/-1.76 vs. コントロール=116.2+/-24.27、p=0.03）。

RESULTS: HSNE cultures from 18 patients (Control = 9, CRS = 6, CRS with polyposis = 3) were evaluated in 142 experiments. Summary data from the 18 patients demonstrated that stimulated CFTR-mediated anion transport (Δ I) was significantly lower with CRS (7.58+/-2.24 µA/cm) compared to control (25.86+/-3.44 µA/cm) and CRS with polyposis (20.16+/-4.0 µA/cm) (p = 0.004). No statistically significant difference was found for CaCC anion transport between groups (p = 0.39). Significantly decreased mRNA (relative expression) was noted in CRS cultures (CRS = 40.83+/-1.76 vs. control = 116.2+/-24.27, p = 0.03).

結論:

CRS 被験者では HSNE モノレイヤーの Cl 分泌能が大幅に低下していることが示された。このデータは、CRSにおける異常なイオン輸送には、CaCCよりもCFTRの方が寄与している可能性を示唆している。

CONCLUSIONS: A substantial decrease in the Cl secretory capacity of HSNE monolayers was demonstrated in CRS subjects. Data suggest that CFTR may contribute more to abnormal ion transport in CRS than CaCC.