Муковісцидоз змінює структуру слизу в дихальних шляхах

Geraldine Hamilton: Body parts on a chip (Червень 2019).

Anonim

Слиз має важливе значення для підтримки здорових легенів. Інгаляційні частинки, включаючи бактерії та віруси, потрапляють в слиз, а потім вії - крихітне волосся, як проекції на поверхні клітин дихальних шляхів - висмикнути слиз з дихальних шляхів.

У легенях, уражених муковісцидозом (CF), слиз перестає розвиватися, і процес розщеплення легень руйнується. Цей дефіцит може сприяти легеневій інфекції та запалення, що спричиняє серйозну хворобу, яка уповільнює життя у людей з СВ.

У новому дослідженні, опублікованому в ранній редакції " Праці національної академії наук" (PNAS), дослідники університету штату Айова під керівництвом Майкла Уелша, доктора медичних наук, директора Інституту біомедицини UI Pappajohn, професора внутрішньої медицини в UI медичного коледжу Карвера, і дослідник медичного інституту Говарда Хьюза, а також Лінда Остідгаард, доктор філософії, досліджували, як CF змінює структуру слизу, що виробляється в прохідних дільницях. Дослідження зосереджувалося на двох гель-формуючих муцинових білках, MUC5B та MUC5AC, які є основними компонентами слизу дихальних шляхів. Вивчаючи ці два білки у свиней, дослідники встановили, що вони мають чіткі і різні структури та походження. MUC5B виробляється за допомогою підслизових залоз у вигляді ниток, тоді як MUC5AC секретується клітинами келихів у вигляді візерункових ниток та тонких листів. Дослідження також показало, що як тільки ці два типи білків слизу виходять на поверхню дихальних шляхів, вони об'єднуються так, що нитки MUC5B частково покриті листами MUC5AC. Ця загальна структура може бути корисною для захоплення та очищення інгаляційних частинок.

Проте у свинячих дихальних шляхах, уражених ВМ, ці муціни виглядають по-різному. Шнури MUC5B стають заплутаними, і часто заповнюють канали слизової оболонки і не можуть відокремитись, а аркуші MUC5AC більші і рясніші.

"Ми, як правило, мислимо про слиз, який охоплює дихальні шляхи як однорідний матеріал", - каже Остєдгаард, доцент кафедри внутрішньої медицини та перший автор дослідження. "Ця робота показує, що слизи з підслизових залоз та слизу з клітин келихів мають різні морфологічні структури, ці структури можуть служити різним цілям для очищення частинок і бактерій від наших легенів. Наше дослідження також показує, як ці структури ненормальні при муковісцидозі, пояснюючи, чому пацієнти з цим захворюванням важко очистити слиз від їх легенів ".

Наступним кроком буде розуміння того, чому дихальні шляхи виробляють ці різні типи структур слизу та дізнаються, чи різні структурні слизу насправді відіграють роль у захворюванні на легеневу патологію, а також на інші захворювання дихальних шляхів, як астма та ХОЗЛ.

"Наші спостереження змушують нас по-іншому думати про те, як функціонує слизу в дихальних шляхах, і як це може змінитися при захворюваннях легень, таких як муковісцидоз", - говорить Остідгаард. Краще розуміння структури та належної функції слизу дихальних шляхів може допомогти нам зрозуміти, як розвивається ненормальна слизу у КФ, і навіть вказує на нові способи лікування або запобігання захворюванню легенів ".

Дослідження частково підтримали гранти Національного серця, Інституту легенів та крові, Фонду мухафазу цистики та благодійного фонду ім. Роя Дж. Карвера.

Артикул: Гель-формуючі муціни утворюють відмінні морфологічні структури в дихальних шляхах, Майкл Дж. Валш та ін., PNAS, doi: 10.1073 / pnas.1703228114, опубліковано в Інтернеті 12 червня 2017 року.