肺臟是人類重要的呼吸器官。肺泡上皮是肺臟的重要功能區(qū)域。肺泡一旦受損，需要“新生”上皮細(xì)胞才能修復(fù)。因此，在肺臟疾病中尋找新生肺泡上皮細(xì)胞的來源是亟需解決的問題。近日，中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)杭州高等研究院周斌團(tuán)隊(duì)通過開發(fā)出一系列細(xì)胞示蹤新技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了成體肺臟中新生肺泡上皮干細(xì)胞的再生起源。4月4日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《細(xì)胞》（Cell）上。
肺泡上皮由I型肺泡上皮細(xì)胞（AT1細(xì)胞）和II型肺泡上皮細(xì)胞（AT2細(xì)胞）構(gòu)成。AT2細(xì)胞是肺泡上皮的主要干細(xì)胞，在肺臟損傷后可以自我增殖并可以轉(zhuǎn)化成AT1細(xì)胞。以往關(guān)于新生AT2細(xì)胞來源的研究依賴于傳統(tǒng)單個(gè)分子標(biāo)記的細(xì)胞示蹤技術(shù)，即通過追蹤肺臟中某一上皮細(xì)胞類型，再觀察它的命運(yùn)轉(zhuǎn)變。有研究發(fā)現(xiàn)AT2細(xì)胞的“鄰居”AT1細(xì)胞以及位于肺臟支氣管的club細(xì)胞可以轉(zhuǎn)變成AT2細(xì)胞。
肺臟損傷后AT2細(xì)胞的再生起源
研究發(fā)現(xiàn)，此前追蹤AT1細(xì)胞和club細(xì)胞的技術(shù)存在細(xì)胞標(biāo)記精準(zhǔn)度低的問題。這些技術(shù)能夠標(biāo)記AT1細(xì)胞或club細(xì)胞，但會(huì)誤標(biāo)記多種已知的AT2細(xì)胞來源，如位于肺臟支氣管與肺泡交界位置的干細(xì)胞BASCs，干擾了最終的研究結(jié)果。
該研究利用雙分子標(biāo)記開發(fā)了一系列細(xì)胞示蹤新技術(shù)，提高了標(biāo)記目標(biāo)細(xì)胞的精準(zhǔn)度。這些技術(shù)可以更準(zhǔn)確地追蹤AT1細(xì)胞、AT2細(xì)胞、BASCs和club細(xì)胞，并打上特異性的標(biāo)記。
研究結(jié)合小鼠肺臟損傷模型發(fā)現(xiàn)，新生AT2細(xì)胞除自我更新外，還來源于BASCs和club細(xì)胞，而不會(huì)起源于AT1細(xì)胞。進(jìn)一步，研究發(fā)現(xiàn)，club細(xì)胞和BASCs在向AT2細(xì)胞轉(zhuǎn)變過程中具有不同的細(xì)胞分化路徑，并受Notch信號(hào)通路相反的調(diào)控。Notch信號(hào)通路被抑制后會(huì)減少club細(xì)胞向AT2細(xì)胞轉(zhuǎn)分化，反之，會(huì)促進(jìn)BASCs向AT2細(xì)胞轉(zhuǎn)分化。
上述成果為肺臟損傷修復(fù)再生研究開辟了新思路，并為肺臟疾病的治療奠定了新的研究基礎(chǔ)。新開發(fā)的雙重組酶介導(dǎo)的細(xì)胞示蹤技術(shù)有望應(yīng)用于器官發(fā)育和再生研究，也為發(fā)育生物學(xué)、再生醫(yī)學(xué)、遺傳學(xué)等領(lǐng)域的研究提供新的技術(shù)方法。
來源：中國(guó)科學(xué)院官網(wǎng)
原標(biāo)題：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)成體肺泡干細(xì)胞的再生起源
作者：中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心