Alveoli發(fā)現(xiàn)可能為治療肺部損傷提供新的機會
專門的肺細胞出現(xiàn)在發(fā)育中的胎兒中,比科學家先前認為的要早得多。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會。費城兒童醫(yī)院(CHOP)和賓夕法尼亞大學佩雷??爾曼醫(yī)學院(賓夕法尼亞大學)的一個研究小組專注于呼吸的基本功能 - 關(guān)鍵細胞內(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胞譜系,他們稱之為肺泡上皮祖細胞。發(fā)表在PNAS上 的新研究 使用單細胞RNA測序分析,蛋白質(zhì)表達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節(jié)。
“這種細胞規(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)學博士,醫(yī)學博士,CHOP的兒科心臟病專家和賓夕法尼亞中心成員說。肺生物學和賓夕法尼亞心血管研究所。
弗蘭克是本研究的聯(lián)合負責人,與賓夕法尼亞肺部生物學中心主任Edward E. Morrisey博士和賓夕法尼亞大學心血管醫(yī)學助理教授Rajan Jain合作。
研究人員有興趣破譯細胞如何形成其身份的基礎(chǔ)知識,即為什么細胞變成肺細胞而不是心臟細胞。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)肺細胞的預(yù)期命運要比預(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),因此當前研究中發(fā)現(xiàn)的生物學機制被認為與這些細胞如何在人體中起作用相關(guān),盡管后續(xù)研究需要進一步研究那些機制。
目前的研究發(fā)現(xiàn),肺泡細胞的規(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。許多肺細胞在分支形態(tài)發(fā)生過程中致力于細胞命運,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,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)育可能會導致再生醫(yī)學的潛在工具,可能是通過操縱關(guān)鍵信號通路或新型祖細胞靶標在早產(chǎn)或受累肺部疾病損傷后生長新的肺組織。
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