兩個獨立的科學(xué)家小組已經(jīng)確定了氣道組織中罕見的細(xì)胞類型 - 以前在文獻(xiàn)中沒有表現(xiàn)出來 - 似乎在囊性纖維化的生物學(xué)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，囊性纖維化是一種影響全球7萬多人的多器官疾病。這些細(xì)胞命名為肺離子細(xì)胞，似乎是一種稱為囊性纖維化跨膜傳導(dǎo)調(diào)節(jié)因子(CFTR)的基因活性的主要來源，這種基因?qū)е履倚岳w維化。

盡管對CFTR基因進(jìn)行了數(shù)十年的研究并且在治療該疾病方面取得了進(jìn)展，但仍無法治愈。

在Nature雜志的兩篇論文中報道的新發(fā)現(xiàn)表明，CFTR活性集中在一小塊以前未知的細(xì)胞群中。

哈佛醫(yī)學(xué)院的Allon Klein博士說：其中一篇論文的主要作者。

這些研究還揭示了其他新的，罕見的和知之甚少的細(xì)胞類型的特征，這擴(kuò)展了目前對肺部生物學(xué)和疾病的理解。

“囊性纖維化是一種研究得非常好的疾病，我們?nèi)栽诎l(fā)現(xiàn)可能改變我們接近它的方式的全新生物學(xué)，”哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的第二篇論文的共同作者Jayaraj Rajagopal教授說。

“我們現(xiàn)在有了一個新的細(xì)胞敘述肺病的框架。”

使用單細(xì)胞測序技術(shù)，兩個團(tuán)隊分析了從人和小鼠氣道分離的數(shù)萬個個體細(xì)胞中的基因表達(dá)。

比較基因表達(dá)模式并使用先前描述的細(xì)胞作為參考，研究人員創(chuàng)建了不同細(xì)胞類型和狀態(tài)的綜合目錄，以及它們的豐度和分布。

他們的分析繪制了已知和以前未描述的細(xì)胞類型的遺傳身份。

一種新的細(xì)胞類型肺離子細(xì)胞特別引人注目，因為它們表達(dá)的CFTR水平高于任何其他細(xì)胞。

“這些細(xì)胞似乎在這個過程中發(fā)揮作用，這對清除氣道粘液是必要的，”科學(xué)家說。

在20世紀(jì)80年代確定，CFTR編碼一種蛋白質(zhì)，可將氯離子傳遞到細(xì)胞膜上。

該基因的突變可導(dǎo)致肺，胰腺和其他器官中粘稠粘液的積聚，從而導(dǎo)致頻繁的呼吸道感染和其他表征囊性纖維化的癥狀。

長期以來，研究人員一直認(rèn)為CFTR在纖毛細(xì)胞(一種常見的氣道細(xì)胞類型)中表達(dá)水平較低。

然而，新的研究表明，大部分CFTR表達(dá)發(fā)生在肺部離子細(xì)胞中，肺部離子細(xì)胞僅占?xì)獾兰?xì)胞的1%左右。

他們表明，CFTR的活性，而不僅僅是其表達(dá)，與組織中肺部離子細(xì)胞的數(shù)量有關(guān)。

“利用單細(xì)胞測序技術(shù)，專注于不同組織中細(xì)胞類型的繪制，我們正在創(chuàng)造新的發(fā)現(xiàn) - 我們不知道的新細(xì)胞存在，細(xì)胞亞型是罕見的或以前沒有被發(fā)現(xiàn)，甚至在已經(jīng)研究了數(shù)十年的系統(tǒng)中，“麻省理工學(xué)院博士和哈佛大學(xué)成員以及麻省理工學(xué)院教授Aviv Regev，第二篇論文的共同主要作者。

Regev教授和共同作者破壞了小鼠肺部離子細(xì)胞的關(guān)鍵分子過程，他們觀察到與囊性纖維化相關(guān)的關(guān)鍵特征的發(fā)生，特別是致密粘液的形成。

“這一發(fā)現(xiàn)強調(diào)了這些細(xì)胞對氣道表面調(diào)節(jié)的重要性，”科學(xué)家說。

“團(tuán)隊的發(fā)現(xiàn)共同指出治療囊性纖維化的新策略，例如增加肺部離子細(xì)胞的數(shù)量以增加CFTR活性的數(shù)量，”諾華生物醫(yī)學(xué)研究所的Aron Jaffe博士說，他是該研究的共同主要作者。第一次學(xué)習(xí)。

“鑒定這些細(xì)胞還可以幫助指導(dǎo)團(tuán)隊嘗試使用基因療法來糾正CFTR突變。”

“當(dāng)我們設(shè)計囊性纖維化的治療方法時，我們可以使用這些信息更加聰明。”