TRPV4を介したカルシウム流入とヒト在来気道上皮細胞における繊毛活性

過渡受容体潜在性バニロイド4（TRPV4）は、気道上皮細胞で発現するカルシウム透過性イオンチャネルです。細胞株と動物の研究に基づいて、TRPV4は毛様体拍波頻度（CBF）の調節に役割を果たすことが示唆されています。ヒトの繊毛上皮細胞にも同じことが当てはまるかどうかは不明です。したがって、目的は、ヒト在来の鼻上皮細胞におけるTRPV4の発現と機能を調べることでした。鼻上皮細胞および細胞株におけるTRPV4 mRNAの発現BEAS2Bおよび16HBEは、定量的リアルタイムPCRによって確認されました。免疫細胞化学を使用して、鼻上皮細胞で顕著な頂端Trpv4免疫反応性が観察されました。TRPV4の薬理学的調節に対する反応は、カルシウムイメージングとCBF測定で評価されました。TRPV4アゴニストGSK1016790Aは、TRPV4発現HEK293、BEAS2Bおよび16HBE細胞で濃度依存性カルシウム応答を生成し、TRPV4アンタゴニストHC067047はGSK1016790A濃度吸性物質のGSK1016790A濃度 - 吸収剤曲線を右にシフトしました。鼻上皮細胞は、細胞内カルシウムシグナルの増加とCBFの増加を伴うTRPV4アゴニストGSK1016790Aに反応し、続いて毛様体の鼓動と細胞死の停止が続きました。これらの効果は、TRPV4拮抗薬HC067047、TRPチャネルブロッカールテニウム赤または細胞外カルシウムの除去によって防止または阻害されました。TRPV4は、ヒト原発性鼻上皮細胞で発現し、上皮カルシウムレベルとCBFを調節すると結論付けています。したがって、TRPV4は粘膜炎のクリアランスと気道保護に関与する可能性があります。ただし、TRPV4の誇張された活性化は、上皮細胞死を引き起こす可能性があります。

The transient receptor potential vanilloid 4 (TRPV4) is a calcium permeable ion channel expressed in airway epithelial cells. Based on studies of cell lines and animals, TRPV4 has been suggested to play a role in the regulation of ciliary beat frequency (CBF). Whether the same is true for human ciliated epithelial cells is not known. Therefore, the aim was to examine the expression and function of TRPV4 in human native nasal epithelial cells. Expression of TRPV4 mRNA in nasal epithelial cells and in the cell lines BEAS2B and 16HBE was confirmed by quantitative real-time PCR. A marked apical TRPV4 immunoreactivity was observed in nasal epithelial cells using immunocytochemistry. Responses to pharmacological modulation of TRPV4 were assessed with calcium imaging and CBF measurements. The TRPV4 agonist GSK1016790A produced concentration-dependent calcium responses in TRPV4-expressing HEK293, BEAS2B and 16HBE cells, and the TRPV4 antagonist HC067047 caused a rightward shift of the GSK1016790A concentration-response curves. Nasal epithelial cells responded to the TRPV4 agonist GSK1016790A with increased intracellular calcium signals and increased CBF, followed by cessation of ciliary beating and cell death. These effects were prevented or inhibited by the TRPV4 antagonist HC067047, the TRP channel blocker ruthenium red or removal of extracellular calcium. We conclude that TRPV4 is expressed in human primary nasal epithelial cells and modulates epithelial calcium levels and CBF. Thus, TRPV4 may participate in mucociliary clearance and airway protection. However, exaggerated activation of TRPV4 may result in epithelial cell death.