副鼻腔上皮Nrf2の破壊はマウスモデルにおける鼻副鼻腔炎への感受性を高める

Disruption of Sinonasal Epithelial Nrf2 Enhances Susceptibility to Rhinosinusitis in a Mouse Model.

• Murugappan Ramanathan
• Anuj Tharakan
• Venkataramana K Sidhaye
• Andrew P Lane
• Shyam Biswal
• Nyall R London

抄録

目的・仮説:

酸化ストレスは慢性鼻副鼻腔炎において重要な役割を果たしていると考えられています。Nrf2は複数の抗酸化遺伝子の調節に関与する転写因子であり、その機能が副鼻腔炎症に重要であることが以前に示されている。全身のNrf2の副鼻腔的意味合いは報告されているが、Nrf2の副鼻腔上皮発現の機能は研究されていない。本研究の第一の目的は、上皮特異的Nrf2を遺伝的に欠損したマウスモデルを作製し、副鼻腔炎症の制御における役割を理解することであった。

OBJECTIVES/HYPOTHESIS: Oxidative stress has been postulated to play an important role in chronic rhinosinusitis. Nrf2 is a transcription factor that is involved in the regulation of multiple antioxidant genes, and its function has been previously shown to be important in sinonasal inflammation. Although the sinonasal implications of whole body Nrf2 has been reported, the function of sinonasal epithelial expression of Nrf2 has not been studied. The primary aim of this study was to generate a mouse model that is genetically deficient in epithelial-specific Nrf2 and to understand its role in regulating sinonasal inflammation.

研究デザイン:

基礎科学。

STUDY DESIGN: Basic science.

方法:

上皮特異的Nrf2ノックアウトマウスは、Krt5-cre(K5)とNrf2を交配して作製した。得られた K5 Nrf2 マウスを用いて、パパイン誘発性鼻副鼻腔炎モデルを行った。杯細胞過形成を定量化するために免疫組織化学を行った。粘膜細胞浸潤はフローサイトメトリーを用いて定量し、組織サイトカインは酵素結合免疫吸着アッセイを用いて測定した。最後に、細胞内サイトカイン染色を用いて、2型サイトカインの細胞源を決定した。

METHODS: An epithelial-specific Nrf2 knockout mouse was generated by crossing Krt5-cre(K5) with Nrf2 . A papain-induced model of rhinosinusitis was performed in the resulting K5 Nrf2 mouse. Immunohistochemistry was performed to quantify goblet cell hyperplasia. Mucosal cellular infiltrates were quantified using flow cytometry, and tissue cytokines were measured using an enzyme-linked immunosorbent assay. Lastly, the cellular source of type 2 cytokines was determined using intracellular cytokine staining.

結果:

上皮特異的Nrf2を欠損したパパイン感作マウスは、Nrf2野生型マウスと比較して、杯細胞過形成の増加、有意な組織好酸球増多、および粘膜IL-13の統計学的に有意な増加を示した。最後に、粘膜T細胞がIL-13の細胞源として同定された。

RESULTS: Papain-sensitized mice lacking epithelial-specific Nrf2 demonstrate increased goblet cell hyperplasia, significant tissue eosinophilia, and statistically significant increase in mucosal IL-13 when compared to Nrf2 wild-type mice. Lastly, mucosal T cells were identified as the cellular source of IL-13.

結論:

我々は、上皮特異的なNrf2経路の破壊により、好酸球性副鼻腔炎の重症化が促進されることを示した。Nrf2を介した抗酸化経路の応答性は、好酸球性炎症に対する感受性の主要な決定因子として作用し、慢性鼻副鼻腔炎の治療標的としての可能性を秘めている。

CONCLUSIONS: We demonstrate enhanced severity of eosinophilic sinonasal inflammation from disruption of the epithelial-specific Nrf2 pathway. The responsiveness of Nrf2-directed antioxidant pathways may act as a major determinant of susceptibility to eosinophilic inflammation and may have potential as a therapeutic target for chronic rhinosinusitis.

証拠レベル:

NA 喉頭鏡、2020年。

LEVEL OF EVIDENCE: NA Laryngoscope, 2020.

© 2020 The American Laryngological, Rhinological and Otological Society, Inc.