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Cell:重磅!发现多种不同的肺间充质细胞群体促进肺细胞形成

来源:本站原创 2017-09-09 21:50


图片来自Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.08.028

2017年9月9日/生物谷BIOON/---为了保持健康,我们的肺部必须维持两种关键的细胞群体:肺泡上皮细胞,组成肺部中发生气体交换的小气囊;排列在平滑肌中的细支气管上皮细胞(也被称作气道细胞)。

美国波士顿儿童医院干细胞研究项目研究员Carla Kim博士说,“我们问道,干细胞如何知道它想要变成气道细胞或肺泡上皮细胞。”

弄清楚这一点可能有助开发治疗哮喘和肺气肿等肺部疾病的新疗法。

人们普遍认为上皮干细胞指导这两种细胞的形成,但是实际的情形要复杂得多。

在一项新的研究中,为了研究肺细胞的形成,Kim和Joo-Hyeon Lee博士使用了一种他们在2014年建立的三维“类器官”培养系统。这允许他们观察哪些肺细胞类型产生。相关研究结果发表在2017年9月7日的Cell期刊上,论文标题为“Anatomically and Functionally Distinct Lung Mesenchymal Populations Marked by Lgr5 and Lgr6”。

为此,他们进行单细胞RNA测序以便观察每个肺细胞类型开启哪些基因。这能够让Kim和同事们鉴定出这些细胞彼此间交谈什么。

在这项新的研究中,他们发现被称作肺间充质细胞(不要与间充质干细胞混淆在一起)的肺细胞是促进这种过程产生的细胞。通过单细胞RNA测序,他们进一步发现肺间充质细胞具有至少5种不同的亚型,每种亚型具有不同的分子特征。

Kim说,“所有的这些细胞亚型彼此之间相互作用以便修复和再生肺部组织。我们了解到肺间充质细胞告诉这些上皮干细胞它们应当产生什么类型的肺细胞。”

Kim团队证实具有LGR5标志物的肺间充质细胞分泌大量的Wnt5A分子,从而促进肺泡上皮细胞形成,而具有LGR6标志物的肺间充质细胞在修复气道细胞中发挥着重要的作用。

Kim说,“如果你患有肺泡上皮细胞不能被修复的肺气肿或支气管肺发育不良等疾病,那么激活Wnt通路可能是比较重要的。当Wnt受到阻断时,你可能获得另一种类型的肺细胞。但是如果导入Wnt,那么它会恢复正常。”

哮喘等气道疾病而言,阻断Wnt或发现一种促进LGR6阳性肺间充质细胞形成的方法可能被用来增加气道细胞产生。Kim说,“我们发现如果让小鼠肺部遭受损伤,使得气道细胞被杀死,那么将需要LGR6阳性肺间充质细胞来修复这种损伤。”

但是她承认还有更多东西需要去了解。“我们接下来真正想要知道的是这些细胞分泌的所有能够控制细胞命运的因子是什么。它们可能是潜在的治疗靶标。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Joo-Hyeon Lee, Tuomas Tammela, Matan Hofree et al. Anatomically and Functionally Distinct Lung Mesenchymal Populations Marked by Lgr5 and Lgr6. Cell, 7 September 2017, 170(6):1149–1163, doi:10.1016/j.cell.2017.08.028

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