在人類肺部發(fā)現(xiàn)的意想不到的“魚”細胞可能是囊性纖維化的關(guān)鍵

一種曾經(jīng)被認為只存在于淡水魚的鰓和青蛙皮膚中的細胞，但最近在人類肺部發(fā)現(xiàn)，這讓科學家對囊性纖維化（CF）的根本原因有了新的認識。

囊性纖維化是一種進行性遺傳性疾病這會影響肺部和其他器官，有時會引起可能危及生命的嚴重癥狀。

這種疾病的特征是肺部缺乏或突變一種稱為囊性纖維化跨膜電導調(diào)節(jié)劑（CFTR）。

已知這種蛋白質(zhì)可以調(diào)節(jié)肺表面鹽和水的平衡，但科學家尚未完全了解其結(jié)構(gòu)和功能。

由愛荷華大學科學家領導的新研究現(xiàn)在揭示了CFTR蛋白意想不到的新功能。

迄今為止，大多數(shù)關(guān)于CFTR蛋白的研究都是圍繞氣道分泌細胞進行的。

在這些細胞中，嵌入細胞表面的CFTR通道將氯離子分泌到覆蓋氣道表面的薄層液體中。

鹽分在哪里，水就跟到哪里，從而重新水化肺部的這一重要液體層。這層潤滑粘液會捕獲刺激物和病原體，這些刺激物和病原體稍后可以通過咳嗽排出。

然而，CF患者有粘稠粘稠的粘液，而不是稀薄和流淌的粘液，這會堵塞肺部的通道。

但這里有一個問題：CFTR蛋白不僅僅出現(xiàn)在分泌細胞中。2018年，研究人員發(fā)現(xiàn)一種隱藏在人體肺部的全新細胞，稱為離子細胞，在魚類和青蛙中很常見。

肺離子細胞僅占人體肺中所有細胞的 1%，但它們包含我們體內(nèi)大部分的 CFTR 通道。

在實驗室中培養(yǎng)這些細胞，研究人員現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了CFTR蛋白的行為非常奇怪。

當它們嵌入離子細胞中時，它們似乎不會分泌氯化物，而是吸收離子，從而從肺部的液體層中吸走水分。

在實驗中，增加離子細胞的豐度會增加液體吸收，而不是液體分泌。

更重要的是，破壞離子酶中的氯離子通道會損害它們的吸收。

“這些發(fā)現(xiàn)表明，離子細胞介導液體吸收，分泌細胞介導液體分泌，”寫愛荷華大學團隊。

“此外，CFTR在離子細胞和分泌細胞中的不同作用表明，囊性纖維化會破壞液體的分泌和吸收。

如果研究人員是對的，那么他們的研究結(jié)果為囊性纖維化的病理學帶來了新的認識。

以前研究刺激CFTR通道的觀察結(jié)果對增加的活動如何影響肺部的液體運輸產(chǎn)生了相互矛盾的觀察結(jié)果。

新的發(fā)現(xiàn)為這種混淆提供了一個可能的解釋：CFTR蛋白的活性可能取決于它們的位置，到目前為止，我們已經(jīng)錯過了它們的主要住所。

未來針對這種細胞類型的基因療法可能為CF的治療帶來巨大的希望。

“關(guān)于離子細胞中的單個運輸過程是如何調(diào)節(jié)的，還有很多東西有待了解，”研究人員結(jié)束.

“除了[氯離子]分泌外，CFTR對[氯離子]吸收至關(guān)重要，這表明CF中的這兩個過程都被破壞了。

該研究發(fā)表在臨床研究雜志.

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