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

囊一维性织物症候群（Cystic Fibrosis， CF) 是在愈来愈高加索人种中的相似的由调控囊性织物化跨膜型传导平衡肽（CFTR）的遗传性引起的隐形遗传病。CFTR的功能缺失引发细菌感染龟头纤毛清洗失常，导致了上细菌感染和肺部龟头高血压。一旦入侵的病原体、细菌、颗粒等滞留在细菌感染就亦会引起反复炎症候群，最终缩短寿命。肺部龟头高血压作为CF中的带给后期性疾病恶化的不可或缺事件，其无法解释与选择性尚不清楚。

2020年7月29日，来自爱荷华医学院（University of Iowa）的宾夕法尼亚大学院士，库珀休斯医学研究者院（HHMI）研究者员Michael J. Welsh团队在Developmental Cell上刊载了题目为Acidic Submucosal Gland pH and Elevated Protein Concentration Produce Abnormal Cystic Fibrosis Mucus的文章。其中的爱荷华医学院的助理教授谢瑜亮（Yuliang Xie）和鹿琳（Lin Lu）博士为名列第一作者。该研究者注意到在CF中的，产生龟头的表皮上层腺（Submucosal gland）中的的还原性pH和愈来愈高肽质ppm扭曲了龟头的耐火材料，从而导致龟头高血压。而一旦异常的龟头演化成，扭曲细菌感染上颗粒的pH没有逆转其耐火材料。

首先，研究者工作人员采用和人类CF病人症候群状相异的病理动物，时才CFTR基因敲除狗（CF狗）的口腔来研究者黏膜上层腺的黏液表皮。首先，研究者工作人员采集了微量的口腔表皮上层腺的龟头进行分析。与野生型狗口腔龟头比起，时才CF狗 pH愈来愈低，龟头表皮表面积减少，并且肽ppm升愈来愈高。

龟头在表皮上层腺演化成此前包裹在低pH和愈来愈高钾离子ppm的龟头小鳖中的，通过一维外表皮较慢释放到腺囊管中的，急速收缩，并最终演化成带有一定耐火材料的细菌感染龟头。为了研究者龟头演化成时期，pH，钾离子ppm和肽质ppm对龟头连续性和沸点的直接影响，研究者工作人员建立了一种新型鼻涕虫（Banana slug）豚鼠。鼻涕虫龟头表皮细一维和狗龟头上层腺中的的龟头表皮细一维，演化成的龟头本体，糖肽皮肤上都十分相似。因为鼻涕虫表皮龟头小鳖到皮肤上，通过采集龟头小鳖，支配龟头小鳖的破裂，研究者工作人员就并不需要研究者环境因素对龟头耐火材料的直接影响。通过研究者并龟头小鳖破裂和龟头收缩，研究者工作人员注意到在龟头演化成时，低pH下龟头收缩表面积多于小于愈来愈高pH下的收缩表面积，同时龟头演化成的连续性增加。且在愈来愈高钾离子ppm和低pH中的收缩表面积最小，连续性（Elastic modulus）第二大。而且龟头连续性和沸点都随肽质ppm升愈来愈高而增加，且增加倾斜度在低pH下愈来愈加明显。在龟头演化成以后，再次扭曲龟头的pH和钾离子ppm或肽质ppm时，都不并不需要再扭曲龟头的连续性。

为了全面在器官不仅仅验证这一注意到，研究者工作人员借鉴了遗传物质中的龟头演化成的选择性，采用微熔体不可或缺技术开发设计了人工表皮上层腺。这种人工表皮上层腺并不需要演化成龟头束，并定量研究者龟头束的剪切和撕裂。研究者注意到同样说明了在龟头演化成初期低pH和愈来愈高钾离子ppm使演化成的龟头束无法剪切和撕裂；与之相对，在龟头演化成以后扭曲pH或钾离子ppm都以后扭曲龟头束的剪切和撕裂。愈来愈全面，研究者工作人员利用离体的时才狗口腔中的进行试验，注意到在已经演化成的龟头束中的扭曲细菌感染颗粒的pH或钾离子ppm不并不需要愈来愈有效的清洗龟头。

作为说明了，本研究者创造性的采用了三个有所不同的不可或缺技术和平台（鼻涕虫龟头小鳖，微熔体人工表皮上层腺，和离体活口腔），研究者说明了细菌感染龟头的连续性（收缩表面积，连续性，沸点，剪切，撕裂）均受龟头演化成时的pH，钾离子ppm，肽质ppm直接影响。而龟头演化成以后，其连续性以后均受这些因素的直接影响。本研究者备有了一种CF龟头高血压的选择性：在CF时，低pH，愈来愈高钾离子ppm，和愈来愈高肽质ppm的表皮上层腺内表征环境，亦会演化成愈来愈高连续性，愈来愈高沸点，极易撕裂的龟头。同时，本研究者为加重或治疗CF中的龟头高血压备有了潜在的策略：干预龟头演化成时的表征必需亦会愈来愈有效清洗细菌感染龟头。

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.