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科学家最新发现:肺多能干细胞“跨界”参与肺再生

| 2021-04-29

  我国科学家最新发现——

  肺多能干细胞“跨界”参与肺再生

  本报记者 沈则瑾

  中国科学院生物化学与细胞生物学研究所周斌研究组最新研究证实,在人体中存在一种参与肺脏再生的肺多能干细胞——它可以“按需分化”,完成肺脏内部的“跨界维修”,相关成果已于日前发表于顶级期刊《自然·遗传学》。

  肺脏是人体的呼吸器官,对于气体交换和抵御病原体入侵至关重要。肺脏一旦受损,人体正常生命活动也将受到影响。肺脏自近端到远端包括气管、支气管、小支气管和肺泡等结构。其中,肺泡是肺部进行气体交换的主要部位,也是肺的功能单位。通过呼吸作用进入肺部的氧气,可以经过肺泡向周围的血管弥散,而血管腔内含氧量低的静脉血就会转变为含氧量高的动脉血,随着血液循环输送到全身各处。同时,人体代谢产生的废气二氧化碳会经由血液扩散到肺泡,通过呼吸作用排出体外。

  已有研究表明,在肺组织受到损伤时,多种肺支气管上皮细胞和肺泡上皮细胞会大量增殖、分化,替代补充受损死亡的细胞,以维持肺呼吸功能的正常运行。它们虽功能强大,也仅“专精”于一个领域:不同位置的上皮细胞只负责维持并修复各自区域的上皮层。

  近年来,有科学家提出一种新的肺多能干细胞——支气管肺泡干细胞(BASCs),它位于小支气管与肺泡交界处,同时拥有支气管上皮棒状细胞和II型肺泡上皮细胞的分子特征。但这群细胞在体内是否真实存在,以及是否具备分化潜能,一直备受争议。

  周斌研究组利用一种新型双同源重组标记技术,在小鼠体内实验,实现了特异性标记和示踪BASCs,在证明BASCs确实存在的同时发现,在正常条件下,BASCs可以实现缓慢自我更新,以维持肺脏功能运转。研究人员还通过一系列实验发现,BASCs在不同损伤模型中具有“跨界”多向分化潜能。当肺支气管受损后,BASCs能增殖、分化为支气管上皮棒状细胞和纤毛细胞;而当肺泡受损后,这群BASCs又能增殖分化为I型和II型肺泡上皮细胞,进而恢复肺功能。

  该研究为肺脏的损伤修复以及再生医学研究提供了新的思路,对肺部疾病干细胞治疗提供坚实理论基础,具有重要意义。

  沈则瑾

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