2月19日,国际学术期刊《自然-遗传学》(Nature Genetics)在线发表了中国科学院生物化学与细胞生物学研究所周斌研究组、季红斌研究组以及中国迷信院广州生物医药与健康研究院彭广敦研究组的配合科研成果“Lung regeneration by multipotent stem cells residing at the bronchioalveolar duct junction”。该研究利用双同源重组系统(Cre-loxP 和Dre-rox)发现位于支气管肺泡接壤处的肺支气管肺泡干细胞具备多种肺上皮细胞分化的潜能,并结合多种小鼠损伤模型揭示了这群干细胞在体内领有再生肺脏的才能,为肺脏的修复和再生研究供应了新的研究方向及实际基础。
肺作为一个复杂的多功能器官,对人类生存至关重要。肺脏自近端到远端包含气管、支气管、小支气管跟肺泡等结构,对气体交换跟抵御病原体入侵至关主要。这些不同位置的构造,其上皮细胞的类型也不同。在小鼠的气管和大支气管中,肺上皮细胞包括纤毛细胞(ciliated cell)、棒状细胞(club cell)、杯状细胞(goblet cells)和未分化的基底细胞(basal cell)。小支气管上皮细胞类型包括纤毛细胞、棒状细胞和神经内分泌细胞(neuroendocrine cell)。肺泡上皮细胞重要包括I型肺泡上皮细胞(alveolar type 1 cell, AT1 cell)和II型肺泡上皮细胞(alveolar type 2 cell, AT2 cell)。这些类型的细胞对坚持肺稳态、功能和促进肺损害修复非常重要。不同地位的上皮细胞能维持并修复各自区域的上皮层,文献报道basal cells,club cells和AT2 cells能辨别保持并修复气道、支气管和肺泡处的损伤。有的上皮细胞存在更富强的分化才干,有研究发现在流感病毒引起的肺伤害修复过程中,P63+Krt5+ basal cell能分化为club cell、AT1和AT2 cell。还有研讨发明当去除basal cell后,上皮细胞club cell能再去分化为basal cell以响应肺损害修复。除了以上这些干细胞类型,近年来还有一种新的可能存在的肺干细胞被提出,它位于小支气管与肺泡交界处(bronchioalveolar duct junctions, BADJs),共表白club cell分子标记Secretoglobin1a1 (Scgb1a1 or CC10) 和AT2 cell分子标志Surfactant Protein C (Sftpc or SPC),被称为支气管肺泡干细胞(bronchioalveolar stem cells, BASCs)。以往的研究通过抗体染色、细胞分选、类器官培养等体外方法研究BASCs的功效,而BASCs缺乏独特的分子marker,作为一种新的肺多能干细胞在体内肺侵害修复中承担什么角色始终存在辩论,传统的谱系示踪技能并不支持BASCs的存在以及加入肺修复再生的功能。