《iScience》：Construction of in vitro models derived from distinct regions of mouse nasal mucosa
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鼻黏膜的呼吸上皮（respiratory epithelium, RE）与嗅上皮（olfactory epithelium, OE）结构相似但功能不同：RE主要负责空气调节与宿主防御，OE则负责气味检测与信号传递。尽管类器官已在上述两种上皮的相关研究中得到应用
鼻黏膜的呼吸上皮（respiratory epithelium, RE）与嗅上皮（olfactory epithelium, OE）结构相似但功能不同：RE主要负责空气调节与宿主防御，OE则负责气味检测与信号传递。尽管类器官已在上述两种上皮的相关研究中得到应用，但仍存在相当大的优化和进一步发展空间。研究人员从小鼠鼻黏膜的呼吸区和嗅觉区分离原代细胞，并分别利用三维（three-dimensional, 3D）培养和气液界面（air-liquid interface, ALI）培养方法建立了相应的类器官模型。所获得的体外模型表现出与其组织来源一致的不同谱系偏好和特征。此外，研究人员证明IL-17a在RE-ALI模型中显著抑制纤毛发生（ciliogenesis），而该效应可被IL-17a抑制部分挽救。
鼻黏膜由结构相似但功能不同的呼吸区和嗅觉区组成。呼吸上皮（respiratory epithelium, RE）包含纤毛细胞、刷细胞、杯状细胞、分泌细胞和基底细胞，承担免疫防御、黏液纤毛清除和气体交换维持等第一道防线功能；嗅上皮（olfactory epithelium, OE）为假复层柱状上皮，包含球状基底细胞（globose basal cells, GBCs）、水平基底细胞（horizontal basal cells, HBCs）、嗅觉感觉神经元（olfactory sensory neurons, OSNs）、微绒毛细胞（microvilli cells, MVCs）和支持细胞（sustentacular cells, SUSs），负责气味检测和嗅觉信号向中枢神经系统的传递。尽管类器官已被用于两种上皮的研究，但现有模型仍有较大改进空间。临床上患者来源组织获取困难，某些基因修饰难以在人体中实现，因此需要更稳定、可及、可重复的体外模型来研究鼻黏膜区域特异性生理与病理机制。IL-17a是慢性鼻窦炎（chronic rhinosinusitis, CRS）中的关键炎症因子，并与黏液纤毛功能障碍相关，可能影响上皮分化，但其是否直接抑制RE纤毛分化尚需明确。
研究人员从小鼠鼻黏膜呼吸区与嗅觉区分别分离原代细胞，经扩增后通过三维（three-dimensional, 3D）类器官培养和气液界面（air-liquid interface, ALI）培养建立对应体外模型，并通过形态学、免疫荧光染色与逆转录定量PCR（RT-qPCR）进行鉴定。该研究还通过交叉诱导实验检测两类器官对分化信号的谱系可塑性，并在RE-ALI模型中评估IL-17a对纤毛分化的影响。结果表明，RE与OE来源的细胞在二维扩增阶段无明显差异，但分化后表现出显著不同的形态、细胞组成和谱系潜能；OE类器官对微环境信号更为敏感，可被呼吸上皮分化信号重编程；IL-17a通过核因子κB（NF-κB）和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路抑制RE纤毛分化，中和IL-17a或阻断下游通路可部分恢复纤毛形成。这些结果提供了区域特异性的鼻黏膜体外模型，为研究鼻部疾病机制和筛选治疗策略提供了工具。
关键技术方法：研究使用6-8周龄野生型C57BL/6雄性小鼠（购自SPF Biotechnology Co., Ltd），依据鼻中隔解剖学位置分离RE与OE黏膜。原代细胞在PneumaCult Ex Plus或自配NWR培养基中扩增；3D培养采用含8% Matrigel的低吸附板，RE和OE分别使用SC（PneumaCult-ALI）和NWR分化体系；ALI培养在Ⅰ型胶原包被的Transwell上建立，分化至21天。采用RT-qPCR验证组织纯度与基因表达，石蜡切片和全组织免疫荧光染色检测标志物，并利用IL-17a中和抗体、CHIR99021、NF-κB抑制剂、p38 MAPK抑制剂和MEK/ERK抑制剂进行机制研究。
研究结果包括以下五个方面。
（一）呼吸区与嗅觉区原代小鼠鼻黏膜细胞的扩增与鉴定：RT-qPCR显示Omp和Gap43在OE组织中高表达，而RE标志Krt19及纤毛标志Foxj1、Tubb4a在OE中显著低于RE，验证了组织分离的可靠性；同时OE中仍可检测到少量RE标志，提示存在轻微污染。免疫染色表明扩增细胞大部分为KRT5+TRP63+基底细胞，表达E-cadherin和Ki67，两类细胞增殖能力无显著差异；OE组Krt19与Krt5表达略低于RE组，可能与OE基底细胞异质性有关。
（二）RE与OE来源三维类器官的形成与表型特征：RE-3D类器官以囊性结构为主（92.1%），表达E-cadherin、β-Tubulin IV、MUC5AC和KRT19；OE-3D类器官以实性结构为主（85.6%），表达OMP和Tuj1阳性OSNs，ICAM1+与KRT5+基底细胞分布于外周，KRT19比例显著低于RE。
（三）RE与OE来源气液界面模型的建立与特征：RE-ALI形成假复层上皮，可见顶侧纤毛和协同摆动，KRT5广泛分布，KRT19高表达；OE-ALI由致密梭形细胞组成，无显著纤毛摆动，检测到Tuj1阳性神经元样细胞和细丝状β-Tubulin IV信号，KRT19稀疏，证实两类ALI模型分别重现RE和OE的特点。
（四）交叉
