颗粒大小决定正常及囊性纤维化气道中的黏液纤毛转运机制

每次呼吸都会吸入各种各样的微粒，这些微粒沉积于气道表面，被黏液捕获，并通过黏液纤毛转运（mucociliary transport, MCT）被清除。然而，粒径对MCT的影响在很大程度上仍不清楚。在本研究中，我们采用一种气管芯片（trachea-on-a-chip）方法研究了微粒的MCT。该方法将微加工装置与新生猪气管离体组织相结合。该方法能够保留与黏液分泌和纤毛摆动相关的气道结构（如气道表面上皮和黏膜下腺体），维持气道表面的生理性气-液界面，并能够高分辨率地追踪微粒运动。 利用该方法，我们发现，在正常气道中，6 μm聚苯乙烯颗粒可被快速清除，而102 μm颗粒清除较慢，且其运动需要依赖黏液丝。在囊性纤维化（cystic fibrosis, CF）气道中，微粒的MCT减弱，但对粒径的依赖性依然存在。甲酰胆碱可增加正常气道中颗粒的运动，但在CF气道中则无此作用。这些发现提示存在两种不同的MCT过程：较大颗粒的清除依赖黏液丝，而较小颗粒可在不依赖黏液丝的情况下被清除；CF则会破坏这两种过程。

粒径决定正常气道和囊性纤维化气道中黏液纤毛转运机制 | bioRxiv

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粒径决定正常气道和囊性纤维化气道中黏液纤毛转运机制

Michael Scott，

Kaleb C Bierstedt，

Weijie Du，

Mitchell J Riley，

Anthony John Fischer，

Yuliang Xie

doi：

https://doi.org/10.64898/2026.07.01.735890

Michael Scott

1

美国爱荷华大学工程学院 Roy J. Carver 生物医学工程系；

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发布于 2026 年 7 月 2 日。

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Michael Scott，

Kaleb C Bierstedt，

Weijie Du，

Mitchell J Riley，

Anthony John Fischer，

Yuliang Xie

bioRxiv

2026.07.01.735890；

doi：

https://doi.org/10.64898/2026.07.01.735890

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粒径决定正常气道和囊性纤维化气道中黏液纤毛转运机制

Michael Scott，

Kaleb C Bierstedt，

Weijie Du，

Mitchell J Riley，

Anthony John Fischer，

Yuliang Xie

bioRxiv

2026.07.01.735890；

doi：

https://doi.org/10.64898/2026.07.01.735890

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.01.735890v1?rss=1

🏷️ 黏液纤毛转运 囊性纤维化 气道上皮 颗粒大小 气管芯片