2018年3月6日

确定了用于肺组织再生的新干细胞

乍看上去

  • 研究人员鉴定并鉴定了在小鼠肺损伤模型和人肺组织中可产生新气囊细胞的干细胞。
  • 这些发现揭示了刺激肺再生的潜在新靶标。
肺类器官小鼠(左)和人(右)AEP细胞会在培养物中长成大型肺类器官,并形成多种类型的上皮细胞,包括气体交换1型细胞(红色)和产生表面活性剂的2型细胞(绿色)。宾夕法尼亚大学佩雷​​尔曼医学院的Ed Morrisey实验室。

呼吸是生命的重要功能。肺部可使您的身体从空气中吸收氧气,并清除二氧化碳(一种有毒的废气)。

肺中氧气的吸收和二氧化碳的去除称为气体交换。当您吸气时,空气会沿着您的气管进入肺部。通过支气管后,空气进入肺泡(气囊)。空气中的氧气穿过肺泡的非常薄的壁到达周围的血管。同时,二氧化碳从血管进入气囊,被呼出。

气囊可能因受伤,病毒或肺部疾病而受损。气囊的损坏会使其呼吸困难。肺组织再生缓慢。宾夕法尼亚大学的爱德华·E·莫里西(Edward E. Morrisey)博士领导的研究小组对肺囊中气囊再生的分子基础进行了研究。这项研究主要由美国国立卫生研究院的国家心脏,肺和血液研究所(NHLBI)支持。结果在线发布于 性质 于2018年2月28日。

研究人员比较了流感病毒和健康小鼠对肺造成损害的小鼠肺泡细胞活性随时间的变化。他们追踪了含有已知标记物的细胞,这些标记物变成了2型肺泡细胞(AT2)。 AT2细胞产生的表面活性剂可保护1型肺泡(AT1)细胞,这些细胞形成气囊的气体交换表面。

研究小组发现,在流感引起的肺损伤后一个月,被追踪的细胞迅速扩增并导致AT2和AT1细胞大量增加。细胞自我更新,三个月后,肺泡中再生的大部分AT2和AT1细胞来自损伤诱导的细胞,科学家现在将其称为肺泡上皮祖细胞(AEP)。

接下来,研究小组对小鼠肺中AEP细胞的基因和蛋白质表达进行了表征。利用这些信息,他们能够从人肺组织中分离出AEP细胞。这些细胞在实验室中用于生长3D器官样结构,称为类器官,以作进一步研究。研究人员发现了物种之间在进化上保守的细胞中的分子相似性。

“从类器官培养系统中,我们能够证明AEP是一种进化上保守的肺泡祖细胞,代表了人类肺再生策略的新目标,” Morrisey说。

美国国家卫生研究院肺病科主任James P. Kiley博士说:“我们对这一新颖发现感到非常兴奋。 “基础研究是增进我们对肺再生的理解的基本踏脚石。而且,NHLBI对研究人员的支持,从基础科学到转化科学,都有助于促进合作,使该领域更接近于急性和慢性肺部疾病的再生策略。”

-作者Tianna Hicklin博士

相关链接

参考文献: 进化上保守的上皮祖细胞再生肺泡。 Zacharias WJ,Frank DB,Zepp JA,Morley MP,Alkhaleel FA,Kong J,Zhou S,Cantu E,Morrisey EE。 性质。 2018年2月28日。doi:10.1038 / nature25786。 [Epub提前发行]。 PMID:29489752。

资金: NIH的国家心脏,肺和血液研究所(NHLBI)和Eunice Kennedy Shriver国家儿童健康与人类发展研究所(NICHD)。