Molecular Viscometer Identified a Population of Mucin Granules of Higher Viscosity in Cystic Fibrosis Cells
Notice bibliographique
Résumé
The cystic fibrosis (CF) disease is characterized by abnormally thick and sticky mucus. Normal airway mucus has bulk viscosity (macroviscosity) in the range of 12–15×10 3 cP increasing to 14–110×10 3 cP for CF patients. At micro‐length scale (≤1 μm), due to the presence of fluid‐filled spaces between mucin fibers, mucus microrheological properties are similar to that of water (~1 cP). However, they are only slightly higher in CF mucus (~3 cP). Our study was designed to verify if similar viscosity differences exist between normal and CF mucin granules and secreted mucus. We used a custom‐designed membrane‐permeant molecular viscometer (phenyl‐BODIPY) and fluorescence lifetime imaging microscopy (FLIM) to study the microviscosity of mucin granules and secreted mucus. FLIM microviscosity measurements were validated in calibration experiments with sucrose (low microviscosity range), glycerol (high microviscosity range), agarose (gel‐like structure) and reconstituted mucus of isolated bovine mucin proteins in solution. Human bronchial epithelial (HBE) cells, isolated from tissues of 4 normal and 5 CF donors, were seeded on filters and cultured at the air‐liquid interface. FLIM measurements revealed that median values of microviscosity for normal granules are 41±7 cP (n filters =30) and 49±11 cP (n filters =31) for CF granules (p<0.001, Mann–Whitney U test). Next, we classified mucin granules in three categories based on their microviscosity: low (1–30 cP), medium (30–60 cP) and high (>60 cP). The quantity of granules with medium microviscosity does not differ between normal (74%) and CF (77%) donors. However, normal phenotype was characterized by the presence of a larger fraction of low microviscosity mucin granules (19%) compared to CF (4%), while CF phenotype displayed a larger proportion of high microviscosity granules (19%) compared to normal (7%). Raising the pH inside granules by blocking H + ‐ATPase with 10 nM bafilomycin lowered microviscosity values of CF granules towards normal phenotype. Microviscosity of secreted mucus covering HBE cells was measured in situ and reached values of 147±54 cP (n filters =7) for normal donors and 198±75 cP (n filters =7) for CF donors. Our study demonstrates the presence of a subpopulation of mucin granules with higher microviscosity in CF that is less pronounced in normal patients. FLIM microviscosity measurements of secreted mucus show much higher values than expected for a water‐filled interfiber spaces in a gel. This may indicate that mucus covering HBE cells resembles an amorphous colloid rather than a well‐structured hydrogel. Relative differences in mucus microviscosity between normal and CF, however, are much smaller than those reported for a bulk viscosity of mucus collected from patients. Support or Funding Information Supported by the Cystic Fibrosis Canada (R.G.) and CIHR PJT148593 (E.B.).
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».