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腮腺腺泡细胞和导管细胞在放疗下呈现不同形态与基因表达特征：腺泡细胞高表达紧密连接蛋白（E-cadherin、ZO-2）但易受炎症通路（IL-17、MAPK）激活，导管细胞上调ECM修复基因（GREM1、HAS2、SNAIL1、CEMIP）并保持增殖稳定。研究揭示细胞特异性放疗响应机制，为靶向治疗提供依据。
金贞美（Jeong-Mi Kim）|黄辉（Huu Hoang）|全恩正（Eun-Jeong Jeon）|朴珍美（Jin-Mi Park）|崔正硕（Jeong-Seok Choi）
韩国仁荷大学医学院耳鼻喉科-头颈外科，仁荷路27号，仁川22332
摘要
背景
人类腮腺对口腔健康和消化至关重要，主要由腺泡细胞和导管细胞组成，这两种细胞对辐射等环境刺激具有不同的反应。了解辐射对这些细胞的差异性影响对于治疗辐射引起的唾液腺损伤具有重要意义。
方法
从人类腮腺中分离出腺泡细胞和导管细胞，并在二维（2D）和三维（3D）环境中进行培养。通过观察形态、增殖能力和跨上皮电阻（TER）来表征这两种细胞类型。为了评估其辐射敏感性，将两种细胞类型暴露于5 Gy的辐射下，并比较辐射后的细胞反应。利用微阵列分析技术在正常和辐射条件下分析差异基因表达。通过qRT-PCR和免疫组化（IHC）进一步验证选定的基因，以确认细胞类型特异性的表达模式及辐射诱导的变化。
结果
腺泡细胞表现出强烈的上皮连接特征，包括高水平的E-钙粘蛋白和ZO-2表达，其TER值也高于导管细胞。辐射后，腺泡细胞表现出持续的增殖丧失和炎症通路的激活，如IL-17和MAPK信号通路。相比之下，导管细胞在辐射初期生长减缓，随后趋于稳定，并显示出与细胞外基质（ECM）修复相关的基因（如GREM1、HAS2、SNAIL1和CEMIP）表达增加。辐射诱导的转录反应具有明显的细胞类型特异性。
结论
腺泡细胞和导管细胞在结构特性和辐射反应方面存在根本差异。腺泡细胞似乎更容易受到炎症相关的损伤，而导管细胞则激活适应性重塑通路。这些发现为开发针对不同细胞类型的保护策略提供了依据，以在放射治疗期间保护腺泡细胞并增强导管细胞的修复功能。
引言
放射治疗是头颈癌的标准有效治疗方法，但常常会导致唾液腺（尤其是腮腺）的附带损伤，从而引发唾液分泌减少和慢性口干（Jasmer等人，2020年）。这些副作用显著影响患者的生活质量（Porcheri和Mitsiadis，2019年）。在受影响的组织中，腮腺尤其值得关注，其辐射诱导的功能障碍的细胞和分子机制尚未完全明了。
腮腺主要由两种上皮细胞类型组成：分泌富含蛋白质的初级唾液的腺泡细胞，以及在运输过程中改变唾液成分的导管细胞（Urkasemsin等人，2019年；Nam等人，2018年）。这两种细胞类型不仅在生理功能上有所不同，在对辐射损伤的敏感性上也存在差异（Jasmer等人，2020年；Radfar和Sirois，2003年）。腺泡细胞代谢活跃但相对较敏感，容易发生凋亡和功能丧失（Avila等人，2009年）。相比之下，导管细胞具有更强的再生能力，并在辐射暴露后更强烈地激活应激反应通路（Avila等人，2009年；Konings等人，2005年）。
这些差异部分源于辐射激活的不同基因调控网络。尽管腺泡细胞和导管细胞在基因表达谱（包括参与分泌、离子转运和免疫调节的通路）上存在明显的基线差异（Xu等人，2022年；Emmerson等人，2017年），但我们对每种细胞类型在辐射下的转录反应仍了解有限。特别是，尚未进行全面的辐射前后转录组对比研究。
揭示这些细胞类型特异性的转录反应对于开发旨在减轻辐射引起的唾液腺功能障碍的精准策略至关重要。通过调节特定细胞通路，可能实现对更脆弱细胞群体的靶向保护和再生。
在本研究中，我们对正常和辐射条件下的腺泡细胞和导管细胞进行了比较转录组分析。通过基于微阵列的分析和通路富集分析，我们识别出了每种细胞类型的独特基因表达特征和辐射反应机制。这些发现可为设计个性化治疗策略提供基础，以保护或恢复接受放射治疗患者的唾液腺功能。
伦理声明
人类腮腺组织来自因良性腮腺肿瘤而接受腮腺切除术的患者。所有样本均在获得患者知情同意和机构审查委员会批准后收集（INHA 18 0503–560）。所有实验程序均遵循仁荷大学制定的指南和规定进行。
人类腮腺组织的制备及腺泡细胞和导管细胞的分离
人类腮腺组织来自因良性肿瘤接受腮腺切除术的患者（n=5），切除正常组织后...
从人类腮腺中分离出的腺泡细胞和导管细胞的特征
对人类腮腺组织的免疫组化分析显示，不同上皮亚型具有不同的标记物表达模式：腺泡细胞中AQP5和淀粉酶表达强烈，E-钙粘蛋白存在于腺泡上皮和导管上皮中，而N-钙粘蛋白主要在导管细胞中表达（图1a）。与组织水平的发现一致，分离出的腺泡细胞和导管细胞也表现出相应的转录特征。qRT-PCR结果显示...
讨论
放射治疗是头颈癌患者唾液腺功能障碍的主要原因，主要影响腮腺。作为该腺体的两种主要上皮亚型，腺泡细胞和导管细胞对辐射的反应不同，但其背后的分子机制尚不清楚。本研究表明，在正常和辐射条件下，这两种细胞类型在形态、增殖和基因表达方面存在显著差异。
在二维（2D）和三维（3D）培养环境中...
结论
本研究表明，人类腮腺的腺泡细胞和导管细胞在形态、连接结构和基因表达方面存在显著差异，导致对辐射的反应也不同。腺泡细胞具有强健的上皮连接结构，但在辐射后激活了炎症通路，表明其更易受损。相比之下，导管细胞表达了与细胞外基质重塑和修复相关的基因（如GREM1、HAS2、SNAIL1和CEMIP），并表现出更强的适应性应激反应。
作者贡献声明
金贞美（Jeong-Mi Kim）：撰写初稿、方法学设计、实验研究、数据分析、概念构思。黄辉（Huu Hoang）：审稿与编辑、撰写初稿、数据分析、概念构思。全恩正（Eun-Jeong Jeon）：审稿与编辑、实验研究、数据分析。朴珍美（Jin-Mi Park）：审稿与编辑、实验研究、数据分析。崔正硕（Jeong-Seok Choi）：审稿与编辑、撰写初稿、监督工作、数据分析、概念构思。
资助
本研究得到了韩国国家研究基金会（NRF）的资助（由韩国政府（MSIT）提供资金：NRF-2020R1A2C1005813、NRF-2021R1A5A2031612、NRF-RS-2023-00252149），以及韩国国家研究基金会（NRF）基础科学研究计划的支持（由教育部提供资金：2018R1A6A1A03025523），同时还得到了韩国健康产业开发研究所（KHIDI）通过韩国ARPA-H项目的资助（由卫生部提供资金）。
利益冲突声明
作者声明与本研究、作者身份及文章发表无关的潜在利益冲突。
