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

囊胞性纤维症（Cystic Fibrosis， CF) 是在很低加索肤色之中常见的由调控囊性纤维化跨膜型传递信息调节亚基（CFTR）的遗传引起的隐形不育。CFTR的基本功能缺失引发细菌感染表皮上皮亚基清空基本功能障碍，引致了上细菌感染和腹腔表皮囊肿。一旦入侵的细菌、细菌、颗粒等畅通无阻在细菌感染就都会引起反复炎症，再次缩短寿命。腹腔表皮囊肿作为CF之中助长后期疾病好转的决定性事件，其成因与必要亦然不清楚。

2020年7月29日，来自威斯康星私立大学（University of Iowa）的美国科学院工程院，霍华德休斯现代医学科学研究部（HHMI）科学研究员Michael J. Welsh团队在Developmental Cell上发表了题目为Acidic Submucosal Gland pH and Elevated Protein Concentration Produce Abnormal Cystic Fibrosis Mucus的文章。其之中威斯康星私立大学的助理名誉教授谢瑜亮（Yuliang Xie）和鹿琳（Lin Lu）博士为紧随其后作者。该科学研究发现在CF之中，显现出表皮的消化道上层表皮（Submucosal gland）之中的溶pH和很低亚基内溶解度扭曲了表皮的稳定性，从而引致表皮囊肿。而一旦间歇性的表皮演化成，扭曲细菌感染上微小的pH难以逆转其稳定性。

首先，科学研究职员使用和生物CF病者症状并不相同的病理鸟类，新的生CFTR基因敲除羊（CF羊）的鼻腔来科学研究黏膜上层表皮的黏液增生。首先，科学研究职员野外了微量的鼻腔消化道上层表皮的表皮进行分析。与野生型羊鼻腔表皮相较于，新的生CF羊 pH更极低，表皮增生半径缩减，并且亚基溶解度升很低。

表皮在消化道上层表皮演化成之前包覆在极低pH和很低离子通道溶解度的表皮小鳖之中，通过胞外增生快速拘禁到表皮囊管之中，急速减慢，并再次演化成不具备一定稳定性的细菌感染表皮。为了科学研究表皮演化成末期，pH，离子通道溶解度和亚基内溶解度对表皮连续性和表面张力的负面影响，科学研究职员建立了一种新的型鼻涕虫（Banana slug）鸟类模型。鼻涕虫表皮增生亚基和羊表皮上层表皮之中的表皮增生亚基，演化成的表皮结构，糖亚基染色都十分相似。因为鼻涕虫增生表皮小鳖到皮肤上，通过收集表皮小鳖，管控表皮小鳖的软化，科学研究职员就只能科学研究环境各种因素对表皮稳定性的负面影响。通过科学研究并表皮小鳖软化和表皮减慢，科学研究职员发现在表皮演化成时，极低pH下表皮减慢半径多于低于很低pH下的减慢半径，同时表皮演化成的连续性增加。且在很低离子通道溶解度和极低pH之中减慢半径最小，连续性（Elastic modulus）最大。而且表皮连续性和表面张力都随亚基内溶解度升很低而增加，且增加稍微在极低pH下非常显著。在表皮演化成不久，再度扭曲表皮的pH和离子通道溶解度或亚基内溶解度时，都不只能再扭曲表皮的连续性。

为了进一步在肾脏层面的测试这一发现，科学研究职员借鉴了生物体之中表皮演化成的必要，使用微流场技术研发了人工消化道上层表皮。这种人工消化道上层表皮只能演化成表皮束，并定量科学研究表皮束的变形和脱落。科学研究发现同样表明在表皮演化成初极低pH和很低离子通道溶解度使演化成的表皮束很难变形和脱落；与之相较，在表皮演化成不久扭曲pH或离子通道溶解度都暂时扭曲表皮束的变形和脱落。早先，科学研究职员并用离体的新的生羊鼻腔之中进行飞行测试，发现在已经演化成的表皮束之中扭曲细菌感染微小的pH或离子通道溶解度不只能更有效的清空表皮。

作为总结，本科学研究创造性的使用了三个不同的技术和平台（鼻涕虫表皮小鳖，微流场人工消化道上层表皮，和离体活鼻腔），科学研究表明细菌感染表皮的方向性（减慢半径，连续性，表面张力，变形，脱落）受表皮演化成时的pH，离子通道溶解度，亚基内溶解度负面影响。而表皮演化成不久，其方向性暂时受这些各种因素的负面影响。本科学研究包括了一种CF表皮囊肿的必要：在CF时，极低pH，很低离子通道溶解度，和很低亚基内溶解度的消化道上层表皮内环境各种因素环境，都会演化成很低连续性，很低表面张力，不易脱落的表皮。同时，本科学研究为缓解或治疗CF之中表皮囊肿包括了潜在的策略：介入表皮演化成时的环境各种因素先决条件都会更有效清空细菌感染表皮。

值得注意出处：

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.