《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects》：Carbohydrate sulfotransferases in humans: Repertoire and regulation of glycan-lectin interactions
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本研究系统比较了四种人鼻上皮细胞培养模型与原代刷取细胞在蛋白质组、超微结构和功能上的差异，发现气液界面类器官模型在模拟体内生理状态和功能上更具优势，为慢性鼻-鼻窦炎等疾病的机制研究与药物筛选提供了更可靠的体外研究平台。
前沿：探索更贴近真实的人体鼻上皮研究模型
人体的鼻窦黏膜是抵御外界病原体的第一道防线，其上皮细胞的正常功能对于维持健康至关重要。当黏膜屏障功能受损，例如在慢性鼻-鼻窦炎（CRS）等炎症性疾病中，会导致黏液纤毛清除功能障碍等一系列问题。为了深入研究这些疾病的病理机制并筛选潜在疗法，科学家们需要在实验室中构建能够高度模拟体内状态的细胞模型。传统的细胞培养方法，如单层贴壁培养，虽然操作简便，但细胞缺乏在体内应有的极性和关键结构（如紧密连接、杯状细胞和纤毛细胞），因而无法准确复制鼻窦黏膜的复杂特征。近年来，更具生理相关性的气液界面培养和三维类器官技术不断发展，但它们与原代细胞的相似度究竟如何，哪种模型更胜一筹，仍需要系统性的评估。
方法纵横：多维度比较四大培养体系
一项研究为此提供了深入的见解。研究人员从健康对照者和伴有鼻息肉的慢性鼻-鼻窦炎患者体内获取了人鼻上皮细胞，并建立了四种不同的培养模型：单层培养、气液界面培养、穹顶类器官和气液界面类器官。为了全面评估这些模型，研究采用了基于质谱的蛋白质组学分析、透射电子显微镜超微结构观察以及纤毛搏动频率功能测定。
在蛋白质组学层面，研究共鉴定出1640种独特的蛋白质。通过主成分分析和差异表达蛋白筛选，研究发现，与直接从患者鼻腔刷取的原代细胞相比，两种类器官模型（穹顶类和ALI类）虽然检出的差异表达蛋白数量略多于ALI培养模型，但其蛋白质组所涉及的生物学通路扰动却更少。具体而言，ALI培养模型虽有最少的差异蛋白，却有多达105条通路发生显著改变；而ALI类器官和穹顶类器官仅有8条和13条通路改变。这表明，类器官模型的蛋白质表达模式在生物学功能层面上更接近体内原代细胞的状态。
结构奥秘：内外翻转的细胞世界
超微结构观察揭示了一个关键的结构差异：两种类器官具有截然相反的细胞极性取向。气液界面类器官呈现“顶侧向外”的取向，其纤毛和紧密连接位于类器官结构的外部表面。而穹顶类器官则是“基底侧向外”的取向，其纤毛和紧密连接朝向类器官内部的空腔。这种结构差异直接影响了细胞的蛋白质表达和功能。
基因集富集分析进一步显示，与气液界面类器官相比，穹顶类器官中与“微管细胞骨架组织”、“基于微管的进程”等纤毛结构和功能密切相关的通路表达下调。同时，一些参与囊泡运输（如COPG2蛋白）和膜融合（如NIPSNAP1蛋白）的蛋白在穹顶类器官中也呈现下调趋势，这些过程对于黏膜屏障完整性和黏液相关蛋白的运输至关重要。
功能对决：纤毛搏动的稳定性较量
在功能层面，研究人员测量了两种类器官模型的纤毛搏动频率。结果显示，所有气液界面类器官均表现出活跃的纤毛搏动，且搏动频率更为一致和均匀。相比之下，仅有部分穹顶类器官能检测到纤毛搏动，且其搏动频率的变异性更大。这种差异可能与穹顶类器官内部空腔困住了粘性分泌物，增加了纤毛运动的阻力有关。此外，由于穹顶类器官表面不平整，只能在基质表面测量纤毛搏动频率，这也增加了测量的变异性。因此，气液界面类器官为研究黏液纤毛清除功能提供了一个更稳定可靠的模型。
应用展望：为疾病研究和药物开发铺路
综合来看，这项研究通过多组学和多维度分析表明，基于气液界面培养的类器官模型在蛋白质组层面更贴近体内生理状态，在结构上具有更易于接触的“顶侧向外”极性，在功能上能提供更稳定的纤毛运动数据。这些优势使得气液界面类器官在慢性鼻-鼻窦炎的疾病建模、病原体-宿主相互作用研究以及药物筛选等高通量应用中，展现出比传统单层培养、ALI培养乃至穹顶类器官更大的潜力。当然，本研究也指出了样本量较小、原代刷取样本中可能存在非上皮细胞蛋白污染等局限性，未来的研究需要在更大规模的人群中进一步验证，并结合转录组学等技术进行更深入的探索。无论如何，这项研究为推动鼻科疾病基础与转化研究提供了重要的模型优化依据和前沿见解。
