Dev Cell ：囊胞性纤维症中上皮下层腺体酸性pH和高浓度蛋白含量导致异常粘液

囊胞性纤维症（Cystic Fibrosis， CF) 是在很高加索人种里面相似的由调控囊性纤维化跨膜型表征调节复合物（CFTR）的遗传性引起的隐形遗传病。CFTR的功能缺失引发黏膜龟头表皮清洗功能障碍，导致了上黏膜和黏膜龟头病变。一旦入侵的病原体、病菌、固体等驻留在黏膜就时会引起反复炎症，最终缩短寿命。黏膜龟头病变作为CF里面带来后期病因变差的最重要暴力事件，其病因与机制尚能不吻合。

2020年7月29日，来自新泽西大学（University of Iowa）的宾夕法尼亚大学院士，霍华德休斯医学研究课题院（HHMI）研究课题员Michael J. Welsh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。其里面新泽西大学的助理教授谢瑜亮（Yuliang Xie）和鹿琳（Lin Lu）博士为并列第一著者。该研究课题断定在CF里面，产生龟头的上皮细胞核底层上皮细胞核（Submucosal gland）里面的酸性pH和很高氨基酸分子量相反了龟头的耐高温，从而导致龟头病变。而一旦持续性的龟头成型，相反黏膜上表面的pH无法大逆转其耐高温。

首先，研究课题管理人员使用和进化CF病人症状相同的病理动物，许多学生CFTR基因敲除鸡（CF鸡）的胸腔来研究课题黏膜底层上皮细胞核的黏液腺体。首先，研究课题管理人员捕获了质量的胸腔上皮细胞核底层上皮细胞核的龟头进行分析。与野生型鸡胸腔龟头相比，许多学生CF鸡 pH更极低，龟头腺体尺寸降极低，并且复合物分子量增很高。

龟头在上皮细胞核底层上皮细胞核成型在此之前衣物在极低pH和很高去极化分子量的龟头小泡里面，通过胞外腺体短时间释放到上皮细胞核囊管里面，急速减慢，并最终成型不具一定耐高温的黏膜龟头。为了研究课题龟头成型时期，pH，去极化分子量和氨基酸分子量对龟头灵活性和电导率的影响，研究课题管理人员建立了一种新型鼻涕虫（Banana slug）动物模型。鼻涕虫龟头腺体细胞核和鸡龟头底层上皮细胞核里面的龟头腺体细胞核，成型的龟头结构，糖复合物着色都十分相似。因为鼻涕虫腺体龟头小泡到粗，通过收集龟头小泡，控制龟头小泡的破裂，研究课题管理人员就能够研究课题生存环境因素所对龟头耐高温的影响。通过研究课题并龟头小泡破裂和龟头减慢，研究课题管理人员断定在龟头成型时，极低pH下龟头减慢尺寸已远小于很高pH下的减慢尺寸，同时龟头成型的灵活性降低。且在很高去极化分子量和极低pH里面减慢尺寸最小，灵活性（Elastic modulus）最大。而且龟头灵活性和电导率都随氨基酸分子量增很高而降低，且降低幅度在极低pH下更加引人注意。在龟头成型之后，再次相反龟头的pH和去极化分子量或氨基酸分子量时，都不能够再相反龟头的灵活性。

为了有利于在脑部层面验证这一断定，研究课题管理人员借鉴了动物细胞核里面龟头成型的机制，使用质流体电子技术研发了人工上皮细胞核底层上皮细胞核。这种人工上皮细胞核底层上皮细胞核能够成型龟头束，并定量研究课题龟头束的拉伸和挤压。研究课题断定同样声称在龟头成型末期极低pH和很高去极化分子量使成型的龟头束很难拉伸和挤压；与之比较，在龟头成型之后相反pH或去极化分子量都依然相反龟头束的拉伸和挤压。更有利于，研究课题管理人员利用离体的许多学生鸡胸腔里面进行试验，断定在已经成型的龟头束里面相反黏膜表面的pH或去极化分子量不能够更有效率的清洗龟头。

作为总结，本研究课题创新性的使用了三个不同的电子技术SDK（鼻涕虫龟头小泡，质流体人工上皮细胞核底层上皮细胞核，和离体活胸腔），研究课题声称黏膜龟头的物理性质（减慢尺寸，灵活性，电导率，拉伸，挤压）倍受龟头成型时的pH，去极化分子量，氨基酸分子量影响。而龟头成型之后，其物理性质依然倍受这些因素所的影响。本研究课题提供了一种CF龟头病变的机制：在CF时，极低pH，很高去极化分子量，和很高氨基酸分子量的上皮细胞核底层上皮细胞核内生理生存环境，时会成型很高灵活性，很高电导率，不易挤压的龟头。同时，本研究课题为缓解或外科手术CF里面龟头病变提供了潜在的策略：置之不理龟头成型时的生理前提时会更有效率清洗黏膜龟头。

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.