Dev Cell ：囊胞性纤维症中粘膜下层腺体酸性pH和高浓度蛋白酸度导致异常粘液

囊胞性纤维症（Cystic Fibrosis， CF) 是在很低加索人种之中常见的由调控囊性纤维化跨膜型传导通气抗原（CFTR）的基因突变引起的隐形遗传病。CFTR的功能紊乱引发呼吸道黏液纤毛移除功能障碍，引致了上呼吸道和胃部黏液病变。一旦并吞的病原体、细菌、颗粒等遣送在呼吸道就会引起反复炎症，再次缩短生命周期。胃部黏液病变作为CF之中带来后期疾病恶化的极为重要事件，其成因与系统尚不清楚。

2020年7月29日，来自爱荷华大学（University of Iowa）的美国科学院院士，戴维斯休斯医学研究课题院（HHMI）研究课题员Michael J. Welsh团队在Developmental Cell上出版了题目为Acidic Submucosal Gland pH and Elevated Protein Concentration Produce Abnormal Cystic Fibrosis Mucus的社论。其之中爱荷华大学的助理客座教授谢瑜亮（Yuliang Xie）和鹿琳（Lin Lu）耶鲁大学为并列第一编者。该研究课题挖掘出在CF之中，转化成黏液的牙龈底层粘液（Submucosal gland）之中的酸性pH和很低酶电导率改变了黏液的耐久性，从而引致黏液病变。而一旦异常的黏液过渡到，改变呼吸道上很薄的pH无法逆转其耐久性。

首先，研究课题部门使用和人类CF病人症状相同的病症哺乳动物，原先生CFTR基因敲除绵羊（CF绵羊）的腹腔来研究课题黏膜底层粘液的黏液激素。首先，研究课题部门采集了纤量的腹腔牙龈底层粘液的黏液进行分析。与野生型绵羊腹腔黏液相比，原先生CF绵羊 pH更很低，黏液激素表面积减少，并且抗原电导率急剧下降。

黏液在牙龈底层粘液过渡到之前包裹在很低pH和很低胆红素电导率的黏液小香菇之中，通过胞外激素快速释放到粘液囊管之中，急速加速，并再次过渡到具有一定耐久性的呼吸道黏液。为了研究课题黏液过渡到时期，pH，胆红素电导率和酶电导率对黏液张力和电导率的影响，研究课题部门建立了一种原先型鼻涕虫（Banana slug）哺乳动物模型。鼻涕虫黏液激素细胞和绵羊黏液底层粘液之中的黏液激素细胞，过渡到的黏液结构，糖抗原染色都大相径庭。因为鼻涕虫激素黏液小香菇到腹部，通过收集黏液小香菇，控制黏液小香菇的撕裂，研究课题部门就并能研究课题生存环境状况对黏液耐久性的影响。通过研究课题并黏液小香菇撕裂和黏液加速，研究课题部门挖掘出在黏液过渡到时，很低pH下黏液加速表面积多于小于很低pH下的加速表面积，同时黏液过渡到的张力提很低。且在很低胆红素电导率和很低pH之中加速表面积最小，张力（Elastic modulus）仅次于。而且黏液张力和电导率都随酶电导率急剧下降而提很低，且提很低幅度在很低pH下更加明显。在黏液过渡到之后，再进一步次改变黏液的pH和胆红素电导率或酶电导率时，都不并能再进一步改变黏液的张力。

为了进一步在肝脏层面实验者这一挖掘出，研究课题部门仿造了生物体之中黏液过渡到的系统，使用纤流体力学应用研发了人工牙龈底层粘液。这种人工牙龈底层粘液并能过渡到黏液束，并系统性研究课题黏液束的拉伸和崩塌。研究课题挖掘出比如说表明在黏液过渡到前期很低pH和很低胆红素电导率使过渡到的黏液束很难拉伸和崩塌；与之一般来说，在黏液过渡到之后改变pH或胆红素电导率都早已改变黏液束的拉伸和崩塌。更进一步，研究课题部门利用离体的原先生绵羊腹腔之中进行试验，挖掘出在已经过渡到的黏液束之中改变呼吸道很薄的pH或胆红素电导率不并能更有效的移除黏液。

作为总结，本研究课题创造性的使用了三个有所不同的应用网络服务（鼻涕虫黏液小香菇，纤流体力学人工牙龈底层粘液，和离体活腹腔），研究课题表明呼吸道黏液的物理现象（加速表面积，张力，电导率，拉伸，崩塌）受黏液过渡到时的pH，胆红素电导率，酶电导率影响。而黏液过渡到之后，其物理现象早已受这些状况的影响。本研究课题提供了一种CF黏液病变的系统：在CF时，很低pH，很低胆红素电导率，和很低酶电导率的牙龈底层粘液内表征生存环境，会过渡到很低张力，很低电导率，较易崩塌的黏液。同时，本研究课题为减轻或治疗CF之中黏液病变提供了潜在的策略：介入黏液过渡到时的表征条件会更有效移除呼吸道黏液。

原始记事：

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.