Nat Commun：科学家开发出了肺间充质细胞的新型模型

肺间充质细胞（lung mesenchymal cells）是肺部独特结构的关键组分，其在疾病和机体损伤恢复过程中扮演着重要的角色，然而目前研究人员对其生物学特性以及其如何开启诸如肺纤维化等疾病的了解非常有限，尽管科学家们能利用实验模型来帮助识别肺间质行为的一些调节因子，但对人类发育过程中如何识别肺间质的理解却并不清楚。

为了理解这些过程，近日，一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“Directed differentiation of mouse pluripotent stem cells into functional lung-specific mesenchyme”的研究报告中，来自波士顿大学等机构的科学家们通过研究开发了一种基于体外诱导多能干细胞（iPSC）的模型系统来用于早期肺部特异性间充质的衍生和研究，这对于理解调节组织特异性间充质命运决策的基本机制以及未来在再生医学领域的应用具有潜在的益处。

研究者Darrell Kotton说道，本文研究对于肺部疾病的研究具有重要的启示意义，比如肺部纤维化和间质性肺部疾病，其都是由于称之为间充质（mesenchyme）的肺部部分的功能异常所致，这些疾病目前的治疗选择非常有限，研究人员希望能利用所开发的模型系统来提供新的工具从而理解疾病中存在的问题并筛选出更好的药物。

科学家开发出了肺间充质细胞的新型模型。

图片来源：Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-39099-9

研究人员利用了一种携带有iPSC细胞系的实验模型进行研究，这类细胞系中含有一种肺部间充质特异性的荧光报告基因，这就意味着能转变为肺部间充质的细胞会被绿色荧光所标记，因此，利用这一模型，研究人员就能检测多种生长因子和小分子来刺激在肺部发育过程中具有已知角色的通路。研究者发现，刺激视黄酸和hedgehog信号通路（这两种通路在胚胎发育过程中扮演着必要的角色）就会导致绿色荧光细胞的最大百分比，这就表明肺部间充质或许会存在；随后他们分离到了这些细胞并将其基因表达特性与实验模型中胚胎肺部的原代细胞进行比较，从而确定这些细胞与原代肺部间充质细胞的相似程度；最后，他们利用重组的类器官系统检测了是否这些细胞实际上能像肺部间充质一样发挥作用。

研究者Andrea Alber博士表示，在实验模型中，发育中的肺部间充质的一个重要作用就是其能与邻近的上皮组织相互作用并向其发送信号，我们发现，我们所改造的工程化细胞能重现其中一部分的信号相互作用，这就表明，其或许拥有一定的功能能力。根据研究者介绍，本文研究的一部分让他们尤其激动，即将工程化的肺部间充质细胞与培养皿中的肺部上皮细胞相结合，这就会导致类器官、活体细胞在3D培养系统中组装在一起，并能帮助科学家们理解这些细胞是如何组装以及相互交流沟通的，目前研究人员正在致力于应用这些类型的新型类器官模型，从而更好的理解肺部纤维化的发生机制。

综上，本文研究结果表明，研究人员所开发的iPSC衍生的细胞群体或能提供一种取之不尽的细胞来源，从而用来研究机体的肺部发育机制、疾病的建模以及开发新型疾病疗法等。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Andrea B. Alber，Hector A. Marquez，Liang Ma, et al. Directed differentiation of mouse pluripotent stem cells into functional lung-specific mesenchyme, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-39099-9