Dev Cell ：囊胞性纤维症中粘膜下层腺体酸性pH和高浓度蛋白含量加剧异常粘液

囊胞性纤维素症（Cystic Fibrosis， CF) 是在极低加索人种中但会少用的由调控囊性囊肿跨膜型表征闭环酶（CFTR）的等位特异性引来的隐形遗传病。CFTR的功能缺失引发肺部上皮细胞纤毛清理功能障碍，引致了上肺部和肺部上皮细胞败血症。一旦入侵的病原体、细菌、固体等滞留在肺部就但会引来间歇炎症，最终变长寿命。肺部上皮细胞败血症作为CF中但会带来后期疾病恶化的关键性事件，其肇因与机制尚不相符。

2020年7月29日，来自俄勒冈大学（University of Iowa）的美国科学院院士，霍华德休斯医学研究工作院（HHMI）研究工作员Michael J. Welsh团队在Developmental Cell上发表了题目为Acidic Submucosal Gland pH and Elevated Protein Concentration Produce Abnormal Cystic Fibrosis Mucus的文章。其中但会俄勒冈大学的现职讲师谢瑜亮（Yuliang Xie）和鹿琳（Lin Lu）博士为并列第一写作者。该研究工作找到在CF中但会，消除上皮细胞的粘膜底层粘液（Submucosal gland）中但会的酸性pH和极低酶质ppm变动了上皮细胞的耐极低温，从而引致上皮细胞败血症。而一旦异常的上皮细胞逐步形成，变动肺部上表面的pH无法逆转其耐极低温。

首先，研究工作执法人员可用和生命CF医护人员症状相同的临床动物，时才CFTR等位基因敲除奶（CF奶）的导管来研究工作肺部底层粘液的黏液表皮。首先，研究工作执法人员采集了微量的导管粘膜底层粘液的上皮细胞进行系统性。与野生型奶导管上皮细胞相比，时才CF奶 pH不够低，上皮细胞表皮体积减少，并且酶ppm升极低。

上皮细胞在粘膜底层粘液逐步形成之前包裹在低pH和极低GABAppm的上皮细胞小葫芦中但会，通过胞外表皮快速释放到粘液囊管中但会，急速衰减，并最终逐步形成具有一定耐极低温的肺部上皮细胞。为了研究工作上皮细胞逐步形成时代，pH，GABAppm和酶质ppm对上皮细胞张力和机油的直接影响，研究工作执法人员建立了一种新型鼻涕虫（Banana slug）动物模型。鼻涕虫上皮细胞表皮细胞和奶上皮细胞底层粘液中但会的上皮细胞表皮细胞，逐步形成的上皮细胞构件，糖酶染色都十分相似。因为鼻涕虫表皮上皮细胞小葫芦到体表，通过收集上皮细胞小葫芦，控制上皮细胞小葫芦的软化，研究工作执法人员就能够研究工作周边环境原因对上皮细胞耐极低温的直接影响。通过研究工作并上皮细胞小葫芦软化和上皮细胞衰减，研究工作执法人员找到在上皮细胞逐步形成时，低pH下上皮细胞衰减体积远高于极低pH下的衰减体积，同时上皮细胞逐步形成的张力增加。且在极低GABAppm和低pH中但会衰减体积最小，张力（Elastic modulus）小得多。而且上皮细胞张力和机油都随酶质ppm升极低而增加，且增加幅度在低pH下不够加明显。在上皮细胞逐步形成便，再次变动上皮细胞的pH和GABAppm或酶质ppm时，都不能够再变动上皮细胞的张力。

为了进一步在器官层面验证这一找到，研究工作执法人员借鉴了生物体中但会上皮细胞逐步形成的机制，可用微流体力学技术开发研发了人工粘膜底层粘液。这种人工粘膜底层粘液能够逐步形成上皮细胞束，并定量研究工作上皮细胞束的形变和折断。研究工作找到某种程度声称在上皮细胞逐步形成初期低pH和极低GABAppm使逐步形成的上皮细胞束很难形变和折断；与之相对，在上皮细胞逐步形成便变动pH或GABAppm都不再变动上皮细胞束的形变和折断。不够进一步，研究工作执法人员利用离体的时才奶导管中但会进行试验性，找到在已经逐步形成的上皮细胞束中但会变动肺部表面的pH或GABAppm不能够不够有效的清理上皮细胞。

作为概述，本研究工作创造性的可用了三个并不相同的技术开发平台（鼻涕虫上皮细胞小葫芦，微流体力学人工粘膜底层粘液，和离体活导管），研究工作声称肺部上皮细胞的物理性质（衰减体积，张力，机油，形变，折断）倍受上皮细胞逐步形成时的pH，GABAppm，酶质ppm直接影响。而上皮细胞逐步形成便，其物理性质不再倍受这些原因的直接影响。本研究工作给予了一种CF上皮细胞败血症的机制：在CF时，低pH，极低GABAppm，和极低酶质ppm的粘膜底层粘液内生理周边环境，但会逐步形成极低张力，极低机油，不易折断的上皮细胞。同时，本研究工作为更为严重或治疗CF中但会上皮细胞败血症给予了潜在的策略：置之不理上皮细胞逐步形成时的生理条件但会不够有效清理肺部上皮细胞。

原始出处：

YuliangXie,LinLu,Xiao XiaoTang,et al.Acidic Submucosal Gland pH and Elevated Protein Concentration Produce Abnormal Cystic Fibrosis Mucus.Developmental Cell.Available online 29 July 2020.