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中國科學家發現肺干細胞參與肺再生:跨界潛能,按需分化

2019-02-27 09:37:02來源:生物谷
肺臟是人體的呼吸器官,對氣體交換和抵御病原體入侵至關重要。肺臟一旦受損,人體正常生命活動也將受到影響。肺臟自近端到遠端包括氣管、支氣管、小支氣管和肺泡等結構。肺泡是肺部進行氣體交換的主要部位,也是肺的功能單位。通過呼吸作用進入肺部的氧氣可以經過肺泡向周圍的血管彌散,血管腔內含氧量低的靜脈血就會轉變為含氧量高的動脈血,隨著血液循環輸送到全身各處。同時,人體代謝產生的廢氣二氧化碳經由血液擴散到肺泡,通過呼吸作用排出體外。
中國科學院生物化學與細胞生物學研究所周斌、季紅斌研究團隊與廣州生物醫藥與健康研究院彭廣敦研究團隊合作證實在人體中存在一種參與肺臟再生的肺多能干細胞,它可以“按需分化”,完成肺臟內部的“跨界維修”。相關研究成果以題目為Lungregenerationbymultipotentstemcellsresidingatthebronchioalveolarductjunction于2月19日發表于國際學術期刊NatureGenetics。
已有研究表明,在肺組織受到損傷時,多種肺支氣管上皮細胞和肺泡上皮細胞會大量增殖、分化,替代補充受損死亡的細胞,以維持肺呼吸功能的正常運行。它們功能強大,但也只“專精”于一個領域:不同位置的上皮細胞只負責維持并修復各自區域的上皮層。
近年來有科學家提出一種新的肺多能干細胞——支氣管肺泡干細胞(BASCs),它位于小支氣管與肺泡交界處,同時擁有支氣管上皮棒狀細胞和II型肺泡上皮細胞的分子特征。但這群細胞在體內是否真實存在以及是否具備分化潛能一直備受爭議。
肺多能干細胞BASCs能夠促進肺損傷修復再生。利用BASCs-tracer可以特異性標記并示蹤CC10+SPC+BASCs。在支氣管損傷后,BASCs能分化為支氣管上皮clubcell、ciliatedcell,而在肺泡損傷后BASCs能分化為肺泡上皮AT2和AT1cell。
研究人員利用一種新型雙同源重組標記技術,在實驗小鼠體內實現了特異性標記和示蹤BASCs。研究證明BASCs在體內確實存在;同時發現在正常條件下,BASCs可以實現緩慢地自我更新,維持肺臟功能運轉。
值得一提的是,研究人員發現,BASCs在不同損傷模型中具有“跨界”多向分化潛能。對于這個“跨界”潛能,周斌解釋說,“當肺支氣管損傷后,BASCs能增殖、分化為支氣管上皮棒狀細胞和纖毛細胞;而肺泡損傷后,這群BASCs又能增殖分化為I型和II型肺泡上皮細胞,進而恢復肺功能。”
專家認為,該研究為肺修復再生提供了一個新的干細胞來源,為肺臟的損傷修復以及再生醫學研究提供了新的思路,對肺部疾病干細胞治療提供堅實理論基礎,具有重要意義。

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責任編輯:鄒林梅

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