人體干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為功能性肺細(xì)胞的工作原理

科學(xué)家成功地將人體干細(xì)胞轉(zhuǎn)化成了功能性的肺細(xì)胞和呼吸道細(xì)胞。研究成果，可以幫助科學(xué)家們研究肺部發(fā)育、構(gòu)建肺部疾病建模、篩查藥物并zui終制造出可供移植的肺部器官。
該研究的負(fù)責(zé)人漢斯-威勒姆·斯諾耶克表示：“科學(xué)家們已經(jīng)相繼將人體干細(xì)胞轉(zhuǎn)化成了心臟細(xì)胞、胰島β細(xì)胞、腸細(xì)胞、肝臟細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞，大大推動(dòng)了再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展。現(xiàn)在，我們又成功地將人體干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為肺細(xì)胞和呼吸道細(xì)胞，這項(xiàng)研究非常重要，因?yàn)榉尾恳浦差A(yù)后特別差。盡管這一技術(shù)應(yīng)用于臨床可能還需要很多年，但其為肺部組織的自體移植（使用患者自身的皮膚細(xì)胞生成功能性的肺部組織）打下了基礎(chǔ)。”
研究建立在斯諾耶克以前研究的基礎(chǔ)上。早在2011年，斯諾耶克就發(fā)現(xiàn)了一套化學(xué)因子，能將人的胚胎細(xì)胞或誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）變成前腸內(nèi)胚層（肺細(xì)胞和呼吸道細(xì)胞的前體）。iPS細(xì)胞與人體的胚胎細(xì)胞非常接近，能分化為多種類(lèi)型的細(xì)胞，但其可以由皮膚細(xì)胞生成，不像胚胎干細(xì)胞那樣存在倫理爭(zhēng)議，因而在研究中常常作為人類(lèi)胚胎細(xì)胞的替代品。
在研究中，斯諾耶克和同事發(fā)現(xiàn)了新的化學(xué)因子，其能成功地將人的胚胎細(xì)胞或iPS細(xì)胞*變成功能性的肺上皮細(xì)胞（覆蓋肺部表面的細(xì)胞）。他們得到的細(xì)胞表達(dá)了至少6種肺上皮細(xì)胞和呼吸道上皮細(xì)胞的標(biāo)志物，其中包括二型肺泡上皮細(xì)胞。這種細(xì)胞非常重要，因?yàn)槠鋾?huì)產(chǎn)生對(duì)維持肺泡（氣體交換發(fā)生的場(chǎng)所）至關(guān)重要的表面活性物質(zhì)；另外，當(dāng)肺部受傷時(shí)，二型肺泡上皮細(xì)胞還會(huì)參與修復(fù)工作。
研究成果將有助于科學(xué)家們研究多種肺部疾病，包括特發(fā)性肺纖維化（IPF），二型肺泡上皮細(xì)胞被認(rèn)為對(duì)這一疾病至關(guān)重要。斯諾耶克說(shuō)：“沒(méi)有人知道這種疾病的病因，目前也沒(méi)有治療辦法。研究將幫助科學(xué)家們創(chuàng)建IPF實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停诜肿铀綄?duì)這一疾病進(jìn)行研究并篩選出可能的治療藥物。”
斯諾耶克說(shuō)：“未來(lái)，我們希望利用這一技術(shù)進(jìn)行肺部的自體移植。在從捐贈(zèng)者處獲得肺以后，我們可以將所有肺細(xì)胞剔除，只留下肺部支架，然后再將從患者處獲得的新的肺干細(xì)胞接種到這一支架上，讓其發(fā)育成功能性的肺，這樣可以避免排異問(wèn)題。”
小鼠αN已酰氨基葡糖苷酶(αNAG)     穿膜蛋白DLK1IgG    霍亂弧菌
小鼠α半乳糖基抗原(α-Gal)      程序性死亡配體2IgG    霍亂弧菌
小鼠α甘露糖苷酶(α Manase)     程序性死亡1IgG    霍亂弧菌
小鼠α干擾素(IFN-α)     程序性死亡配體1IgG    霍亂弧菌
小鼠α葡萄糖苷酶(a-Glu)      成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體4IgG    副溶血性弧菌
小鼠α羥基丁酸脫氫酶(αHBDH)     成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體3IgG    副溶血性弧菌
小鼠β2糖蛋白1IgA/G/M(β2-GP1 IgA/G/M)     成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子-8/纖維母細(xì)胞生長(zhǎng)因子-8IgG    副溶血性弧菌
小鼠β氨基己糖苷酶A(β-Hex A)      成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子21IgG    副溶血性弧菌
干細(xì)胞