Alveoli發(fā)現(xiàn)可能為治療肺部損傷提供新的機(jī)會
專門的肺細(xì)胞出現(xiàn)在發(fā)育中的胎兒中,比科學(xué)家先前認(rèn)為的要早得多。PNAS上發(fā)表的一項新動物研究(“ 早期譜系規(guī)范定義小鼠肺中的肺泡上皮個體發(fā)生 ”) 報道,在產(chǎn)前生命早期,成為肺泡的細(xì)胞開始發(fā)揮其特殊作用。
研究人員表示,研究在這種生物事件中活躍的胎兒信號傳導(dǎo)途徑可能為治療早產(chǎn)和其他肺損傷引起的肺損傷提供未來的機(jī)會。費(fèi)城兒童醫(yī)院(CHOP)和賓夕法尼亞大學(xué)佩雷??爾曼醫(yī)學(xué)院(賓夕法尼亞大學(xué))的一個研究小組專注于呼吸的基本功能 - 關(guān)鍵細(xì)胞內(nèi)氧氣和二氧化碳的交換,稱為肺泡1型和類型2個細(xì)胞。
同一研究小組此前在小鼠和人的肺部確定了一種新的細(xì)胞譜系,他們稱之為肺泡上皮祖細(xì)胞。發(fā)表在PNAS上 的新研究 使用單細(xì)胞RNA測序分析,蛋白質(zhì)表達(dá)研究和新的譜系追蹤工具來揭示胎兒小鼠模型中早期肺形成的細(xì)節(jié)。
“這種細(xì)胞規(guī)格在肺部發(fā)育的早期開始,并且它在整個胎兒的妊娠期間逐漸種植過早的肺泡,”第一作者,醫(yī)學(xué)博士,醫(yī)學(xué)博士,CHOP的兒科心臟病專家和賓夕法尼亞中心成員說。肺生物學(xué)和賓夕法尼亞心血管研究所。
弗蘭克是本研究的聯(lián)合負(fù)責(zé)人,與賓夕法尼亞肺部生物學(xué)中心主任Edward E. Morrisey博士和賓夕法尼亞大學(xué)心血管醫(yī)學(xué)助理教授Rajan Jain合作。
研究人員有興趣破譯細(xì)胞如何形成其身份的基礎(chǔ)知識,即為什么細(xì)胞變成肺細(xì)胞而不是心臟細(xì)胞。特別是,了解肺的形成方式至關(guān)重要,因為許多過早出生的嬰兒的器官形成不良。“我們發(fā)現(xiàn)肺細(xì)胞的預(yù)期命運(yùn)要比預(yù)期更早,這是朝著能夠開發(fā)新療法邁出的關(guān)鍵一步,”Jain說。
肺泡細(xì)胞在小鼠和人類中具有相似的特征:相似的潛在基因,蛋白質(zhì)和信號系統(tǒng),因此當(dāng)前研究中發(fā)現(xiàn)的生物學(xué)機(jī)制被認(rèn)為與這些細(xì)胞如何在人體中起作用相關(guān),盡管后續(xù)研究需要進(jìn)一步研究那些機(jī)制。
目前的研究發(fā)現(xiàn),肺泡細(xì)胞的規(guī)格與早期肺部形成同時開始,因為發(fā)育中的胚胎中的細(xì)胞開始分開并分支成特殊的結(jié)構(gòu),如氣道和肺泡。許多肺細(xì)胞在分支形態(tài)發(fā)生過程中致力于細(xì)胞命運(yùn),這是它們的特殊作用,這種形態(tài)發(fā)生在形成成為肺泡的囊狀結(jié)構(gòu)之前發(fā)生。
“這些專門的肺泡細(xì)胞的早期存在可能解釋了這樣一個事實,即即使肺部發(fā)育不全,仍有少數(shù)極早產(chǎn)兒存活,”弗蘭克說。他補(bǔ)充說,由于除了肺部系統(tǒng)之外的許多其他器官系統(tǒng)在極早產(chǎn)兒中仍然不發(fā)達(dá),在這種情況下發(fā)病率和死亡率仍然很高。
研究小組計劃進(jìn)一步探索他們的研究結(jié)果如何最終有助于未來的治療。更好地了解肺部發(fā)育可能會導(dǎo)致再生醫(yī)學(xué)的潛在工具,可能是通過操縱關(guān)鍵信號通路或新型祖細(xì)胞靶標(biāo)在早產(chǎn)或受累肺部疾病損傷后生長新的肺組織。
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