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北卡罗莱纳大学医学院的研究人员开发了一种新的实验室模型，用于治疗囊性纤维化(CF)患者的感染和炎症困扰气道。该模型描述于American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine，包括来自CF患者的原发性支气管上皮细胞以及通常在CF气道中发现的感染/炎症因子。制药公司现在正在使用新模型来测试现有和潜在的CF疗法。
在他们的研究中，UNC科学家们展示了该模型如何用于测量和比较CF和正常气道细胞对CF相关感染/炎症因子的反应。“该模型非常重要，因为它含有CF患者气道中传染性/炎症因子的混合物，”首席研究员Carla MP Ribeiro博士说，他是医学系副教授，也是UNC Marsico Lung Institute的成员。“了解气道细胞如何对这种环境做出反应，为我们提供了一种更好的方法，可以在临床前评估新型CF疗法的可能效果。”
CF在美国折磨大约30,000人，并且由编码蛋白质CFTR(囊性纤维化跨膜传导调节因子)的基因的两个拷贝中的遗传突变引起。在气道衬里细胞中，蛋白质控制着这些细胞和通常漂浮在它们上面的薄层水样粘液之间的氯化物和水分子的流动。该层粘液应该将吸入的细菌和病毒带出呼吸道。但在CF中，粘液是粘稠的，粘稠的，不动的，使吸入的病原体成为可以茁壮成长的环境。由此产生的慢性感染引起进行性肺损伤，导致呼吸衰竭。CF的治疗包括抗生素，抗炎和粘液稀释药物，甚至肺移植，但大多数患者在50岁前死亡。
科学家通过设计小鼠和其他实验动物来开发有用的CF模型，以获得CFTR基因缺陷。然而，为了筛选潜在药物化合物的库以发现任何对CF有效，科学家通常需要实验室培养皿(体外)模型。Ribeiro及其同事开发的新体外模型使用支气管上皮细胞和肺部粘液脓性物质，这些物质在肺移植期间从CF患者中取出。将细胞暴露于来自CF粘液脓性物质的溶液，其含有由气道上皮和炎症细胞分泌的细菌因子和炎性因子，其在CF肺中累积并且频繁感染。
该研究的第一作者和Marsico成员的UNC研究助理人员Lubna Abdullah博士发现，长期暴露于传染性/炎症因子会导致CF和正常气道细胞促进其称为粘蛋白的关键凝胶蛋白的产生。 - 形成粘液成分。之前的一些研究表明，与健康的气道细胞相比，CF气道细胞过度生产甚至产生不足的粘蛋白。然而，Ribeiro说，“我们的研究结果显示CF粘蛋白对感染/炎症因子的反应与正常气道细胞的反应非常相似。”
细胞反应的巨大差异与液体分泌有关：正常细胞分泌更多液体以保持增加的粘液变薄和移动，而CF细胞几乎不分泌任何液体。“我们明确表示，这种模型表明CF气道细胞缺乏CFTR功能直接导致疾病中出现的脱水粘液，”Ribeiro说。她现在正与制药公司合作，使用该模型测试未来的CF药物。“到目前为止，这个模型在我们的研究中非常有用，我希望它很快将对CF研究界有用，”她说。
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