Dev Cell ：囊胞性树脂症中粘膜下层腺体酸性pH和高浓度蛋白含量导致异常粘液

囊胞性纤维病（Cystic Fibrosis， CF) 是在低加索人种里面类似的由诱导囊性肾病跨膜型传导抑制亚基（CFTR）的遗传突变激起的隐形免疫缺陷。CFTR的功能缺失造成了消化道粘液纤毛清扫性疾病，致使了上消化道和肺部粘液血栓。一旦入侵的细菌、细菌、固体等滞留在消化道就会激起反复炎病，最终缩短寿命。肺部粘液血栓作为CF里面造就后期疾病恶化的不可或缺事件，其成因与机制尚为不清楚。

2020年7年初29日，来自密苏里所学校（University of Iowa）的美国科学院博士生，霍华德米切尔医学研究工作院（HHMI）研究工作员Michael J. Welsh他的团队在Developmental Cell上刊登了题目为Acidic Submucosal Gland pH and Elevated Protein Concentration Produce Abnormal Cystic Fibrosis Mucus的文章。其里面密苏里所学校的助理名誉教授谢瑜亮（Yuliang Xie）和鹿琳（Lin Lu）博士为突出表现作者。该研究工作挖掘出在CF里面，消除粘液的毛细血管顶层睾丸（Submucosal gland）里面的酸性pH和低亚基质含量改变了粘液的安定性，从而致使粘液血栓。而一旦异常的粘液构成，改变消化道上表面的pH没有逆转其安定性。

首先，研究工作人员适用和人类CF病人征状不同的病变爬虫类，大一CFTR遗传敲除两头（CF两头）的口部来研究工作黏膜顶层睾丸的粘液表皮。首先，研究工作人员通过观察了不显量的口部毛细血管顶层睾丸的粘液透过分析。与野生型两头口部粘液相比，大一CF两头 pH更加偏低，粘液表皮半径减少，并且亚基含量升低。

粘液在毛细血管顶层睾丸构成之前包裹在偏低pH和低钾离子含量的粘液小葫芦里面，通过胞外表皮并能拘禁到睾丸囊管里面，急速加速，并最终构成很强一定安定性的消化道粘液。为了研究工作粘液构成初，pH，钾离子含量和亚基质含量对粘液优点和黏度的受到影响，研究工作人员建立了一种新型鼻涕虫（Banana slug）爬虫类模型。鼻涕虫粘液表皮细胞和两头粘液顶层睾丸里面的粘液表皮细胞，构成的粘液结构，糖亚基染色都十分相似。因为鼻涕虫表皮粘液小葫芦到体表，通过收集粘液小葫芦，控制粘液小葫芦的决裂，研究工作人员就并能研究工作生态系统因素对粘液安定性的受到影响。通过研究工作并粘液小葫芦决裂和粘液加速，研究工作人员挖掘出在粘液构成时，偏低pH下粘液加速半径远小于低pH下的加速半径，同时粘液构成的优点缩减。且在低钾离子含量和偏低pH里面加速半径最小，优点（Elastic modulus）最大。而且粘液优点和黏度都随亚基质含量升低而缩减，且缩减幅度在偏低pH下更加加明显。在粘液构成之前，再次改变粘液的pH和钾离子含量或亚基质含量时，都不并能再改变粘液的优点。

为了全面在器官层面验证这一挖掘出，研究工作人员借鉴了生物体里面粘液构成的机制，适用不显压强技术共同开发了人工毛细血管顶层睾丸。这种人工毛细血管顶层睾丸并能构成粘液束，并定量研究工作粘液束的拉伸和断裂。研究工作挖掘出同样表明在粘液构成初期偏低pH和低钾离子含量使构成的粘液束较难拉伸和断裂；与之相对，在粘液构成之前改变pH或钾离子含量都取而代之改变粘液束的拉伸和断裂。更加全面，研究工作人员运用离体的大一两头口部里面透过试验性，挖掘出在已经构成的粘液束里面改变消化道表面的pH或钾离子含量不并能更加有效的清扫粘液。

作为总结，本研究工作创造性的适用了三个不同的技术SDK（鼻涕虫粘液小葫芦，不显压强人工毛细血管顶层睾丸，和离体活口部），研究工作表明消化道粘液的物理性质（加速半径，优点，黏度，拉伸，断裂）受粘液构成时的pH，钾离子含量，亚基质含量受到影响。而粘液构成之前，其物理性质取而代之受这些因素的受到影响。本研究工作发放了一种CF粘液血栓的机制：在CF时，偏低pH，低钾离子含量，和低亚基质含量的毛细血管顶层睾丸内病变生态系统，会构成低优点，低黏度，不易断裂的粘液。同时，本研究工作为缓解或治疗CF里面粘液血栓发放了潜在的策略：介入粘液构成时的病变条件会更加有效清扫消化道粘液。

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.