一氧化氮对人鼻腔黏液纤毛传输功能的调节机制

鼻腔黏液纤毛传输系统是呼吸道防御体系的重要组成部分，由纤毛上皮及其上方黏液毯构成，探索其生理性和过敏性炎症时的病理性调控机制，具有重要的临床意义。本研究应用鼻纤毛上皮细胞原代培养、高速数字化显微视频成像和荧光显微视频成像技术，结合精确测量纤毛摆动频率的方法，研究一氧化氮-环磷酸鸟苷-依赖环磷酸鸟苷的蛋白激酶信号传导通路对人鼻纤毛运动的调控机制，观察鼻用药物对纤毛运动的影响，探索减少破坏纤毛运动功能的最适药物浓度。通过测量健康成人和过敏性鼻炎患者口鼻呼出气中一氧化氮浓度，同时采用流变仪分析受试者鼻黏液的流变学参数，并用高压液相色谱仪检测黏液的生化参数，探索鼻腔在正常和过敏性炎症状态下，黏液纤毛传输系统的调控机制，为恢复过敏性鼻炎患者受损的黏液纤毛传输功能，提供临床干预的理论基础。

本课题采用酶消化浸没法培养小鼠鼻腔及气管黏膜纤毛上皮细胞，通过对比研究，发现上、下呼吸道的细胞构成、纤毛细胞摆动基础频率及对外界刺激剂的反应性均不相同；比较了小鼠鼻甲和中隔纤毛细胞特性，发现小鼠鼻甲纤毛细胞形态和功能与中隔相近，同样可以作为细胞培养的组织来源。成功建立了小鼠鼻腔、气管及人鼻腔纤毛上皮细胞气-液界面培养体系，该培养方法系纤毛细胞培养的“金标准”，为进一步研究纤毛功能和呼吸道生理学提供了技术支撑。初步确证了一氧化氮信号系统对呼吸道纤毛的调控作用，发现一氧化氮合成酶底物L-精氨酸可以通过NOS-NO途径调控兔气管纤毛摆动；一氧化氮信号系统通过eNOS-NO-sGC β-cGMP-PKG I 通路调控小鼠鼻腔和气管上皮的纤毛摆动。建立了临床药物纤毛毒性评价技术平台，观察了常用鼻用药物防腐剂山梨酸钾和苯扎氯胺对体外培养的人鼻腔纤毛摆动频率影响，发现苯扎氯胺对呼吸道纤毛运动的抑制作用显著，而山梨酸钾未见对纤毛运动的抑制作用，提示临床应用山梨酸钾为防腐剂对纤毛运动更为安全；观察了抗真菌药物两性霉素B对鼻纤毛运动的影响，提出临床用药的安全浓度范围为0.25~1 μg/ml；观察了水溶性维生素vitamin C、vitamin B 12对人鼻纤毛运动的影响，发现低浓度维生素对纤毛摆动无明显影响，而高浓度则对纤毛摆动有时间依赖性降低作用。测定季节性过敏性鼻炎患者鼻腔和口腔呼出气一氧化氮浓度，观察鼻用类固醇治疗对上、下气道一氧化氮浓度的影响。采用流变仪测定新型材料ECS-6号的流变学特性，为研发新的过敏原阻滞剂提供依据。