Dev Cell ：囊胞性纤维症中粘膜上层腺体酸性pH和高浓度蛋白含量导致异常粘液

囊胞性纤维症（Cystic Fibrosis， CF) 是在较低加索人种之中典型的由基因表达囊性水肿跨膜型诱导调节细胞核（CFTR）的基因突变引起的隐形遗传病。CFTR的功能缺失引发口腔粘液纤毛清理功能障碍，导致了上口腔和肺部粘液肺水肿。一旦吞并的病原体、细菌、颗粒等滞留在口腔就会引起一再口腔，最终缩短寿命。肺部粘液肺水肿作为CF之中带给后期疾病恶化的最重要事件，其成因与前提尚不清楚。

2020年7翌年29日，来自俄勒冈大学（University of Iowa）的美国科学院院士，罗宾逊休斯医学研究工作院（HHMI）研究工作员Michael J. Welsh团队在Developmental Cell上发表了短文为Acidic Submucosal Gland pH and Elevated Protein Concentration Produce Abnormal Cystic Fibrosis Mucus的书评。其之中俄勒冈大学的顾问教授谢瑜亮（Yuliang Xie）和鹿琳（Lin Lu）博士为并列第一作者。该研究工作发现在CF之中，产生粘液的表皮顶层突起（Submucosal gland）之中的酸性pH和较低核糖体酸度扭转了粘液的机械性能，从而导致粘液肺水肿。而一旦异常的粘液演化成，扭转口腔上表面的pH无法逆转其机械性能。

首先，研究工作其他部门适用和有机体CF病患者症状完全一致的组织学动物，时才CFTR基因敲除两头（CF两头）的气管来研究工作黏膜顶层突起的粘液分泌物。首先，研究工作其他部门采集了不显量的气管表皮顶层突起的粘液进行分析。与野生型两头气管粘液相比，时才CF两头 pH更较低，粘液分泌物重量减少，并且细胞核酸度升较低。

粘液在表皮顶层突起演化成之前包裹在较低pH和较低钾离子酸度的粘液小冻之中，通过胞外分泌物较慢释放到突起囊管之中，急速收缩，并最终演化成具有一定机械性能的口腔粘液。为了研究工作粘液演化成时期，pH，钾离子酸度和核糖体酸度对粘液灵活性和机油的影响，研究工作其他部门建立了一种新型鼻涕虫（Banana slug）动物模型。鼻涕虫粘液分泌物细胞核和两头粘液顶层突起之中的粘液分泌物细胞核，演化成的粘液构造，糖细胞核染色都都是。因为鼻涕虫分泌物粘液小冻到腹部，通过收集粘液小冻，控制粘液小冻的破裂，研究工作其他部门就必须研究工作环境考量对粘液机械性能的影响。通过研究工作并粘液小冻破裂和粘液收缩，研究工作其他部门发现在粘液演化成时，较低pH下粘液收缩重量远小于较低pH下的收缩重量，同时粘液演化成的灵活性降低。且在较低钾离子酸度和较低pH之中收缩重量最小，灵活性（Elastic modulus）最大。而且粘液灵活性和机油都随核糖体酸度升较低而降低，且降低幅度在较低pH下更加明显。在粘液演化成之后，如此一来次扭转粘液的pH和钾离子酸度或核糖体酸度时，都不必须如此一来扭转粘液的灵活性。

为了进一步在脑部层面实验者这一发现，研究工作其他部门借鉴了生物体之中粘液演化成的前提，适用不显熔体新技术合作开发了人工表皮顶层突起。这种人工表皮顶层突起必须演化成粘液束，并定量研究工作粘液束的剪切和断裂。研究工作发现同样得出结论在粘液演化成初期较低pH和较低钾离子酸度使演化成的粘液束难以剪切和断裂；与之一般来说，在粘液演化成之后扭转pH或钾离子酸度都不如此一来扭转粘液束的剪切和断裂。更进一步，研究工作其他部门利用离体的新烟叶气管之中进行试验性，发现在已经演化成的粘液束之中扭转口腔表面的pH或钾离子酸度不必须更合理的清理粘液。

作为揭示，本研究工作创造性的适用了三个不同的新技术模拟器（鼻涕虫粘液小冻，不显熔体人工表皮顶层突起，和离体活气管），研究工作得出结论口腔粘液的性质（收缩重量，灵活性，机油，剪切，断裂）受粘液演化成时的pH，钾离子酸度，核糖体酸度影响。而粘液演化成之后，其性质不如此一来受这些考量的影响。本研究工作共享了一种CF粘液肺水肿的前提：在CF时，较低pH，较低钾离子酸度，和较低核糖体酸度的表皮顶层突起内内分泌环境，会演化成较低灵活性，较低机油，较易断裂的粘液。同时，本研究工作为缓解或治疗CF之中粘液肺水肿共享了潜在的策略性：默许粘液演化成时的内分泌情况下会更合理清理口腔粘液。

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.