肺臟是人體的呼吸器官，對(duì)氣體交換和抵御病原體入侵至關(guān)重要。肺臟一旦受損，人體正常生命活動(dòng)也將受到影響。中國(guó)科學(xué)院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所周斌研究組最新研究證實(shí)，在人體中存在一種參與肺臟再生的肺多能干細(xì)胞，它可以“按需分化”，完成肺臟內(nèi)部的“跨界維修”。相關(guān)成果于2月19日發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·遺傳學(xué)》。
肺臟自近端到遠(yuǎn)端包括氣管、支氣管、小支氣管和肺泡等結(jié)構(gòu)。肺泡是肺部進(jìn)行氣體交換的主要部位，也是肺的功能單位。通過(guò)呼吸作用進(jìn)入肺部的氧氣可以經(jīng)過(guò)肺泡向周?chē)难軓浬?，血管腔?nèi)含氧量低的靜脈血就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)楹趿扛叩膭?dòng)脈血，隨著血液循環(huán)輸送到全身各處。同時(shí)，人體代謝產(chǎn)生的廢氣二氧化碳經(jīng)由血液擴(kuò)散到肺泡，通過(guò)呼吸作用排出體外。
已有研究表明，在肺組織受到損傷時(shí)，多種肺支氣管上皮細(xì)胞和肺泡上皮細(xì)胞會(huì)大量增殖、分化，替代補(bǔ)充受損死亡的細(xì)胞，以維持肺呼吸功能的正常運(yùn)行。他們功能強(qiáng)大，但也只“專(zhuān)精”于一個(gè)領(lǐng)域：不同位置的上皮細(xì)胞只負(fù)責(zé)維持并修復(fù)各自區(qū)域的上皮層。
近年來(lái)有科學(xué)家提出一種新的肺多能干細(xì)胞——支氣管肺泡干細(xì)胞（BASCs），它位于小支氣管與肺泡交界處，同時(shí)擁有支氣管上皮棒狀細(xì)胞和II型肺泡上皮細(xì)胞的分子特征。但這群細(xì)胞在體內(nèi)是否真實(shí)存在以及是否具備分化潛能一直備受爭(zhēng)議。
周斌研究組利用一種新型雙同源重組標(biāo)記技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)小鼠體內(nèi)實(shí)現(xiàn)了特異性標(biāo)記和示蹤BASCs，證明BASCs確實(shí)存在的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)在正常條件下BASCs可以實(shí)現(xiàn)緩慢地自我更新，維持肺臟功能運(yùn)轉(zhuǎn)。研究人員還通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，BASCs在不同損傷模型中具有“跨界”多向分化潛能。當(dāng)利用藥物損傷肺支氣管后，BASCs能增殖、分化為支氣管上皮棒狀細(xì)胞和纖毛細(xì)胞；而當(dāng)利用藥物損傷肺泡后，這群BASCs又能增殖分化為I型和II型肺泡上皮細(xì)胞，進(jìn)而恢復(fù)肺功能。
該研究為肺臟的損傷修復(fù)以及再生醫(yī)學(xué)研究提供新的思路，對(duì)肺部疾病干細(xì)胞治療提供堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)，具有重要意義。
生化與細(xì)胞所周斌研究員、季紅斌研究員，中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院彭廣敦研究員為該論文共同通訊作者。周斌組博士后劉巧珍，博士生劉擴(kuò)，景乃禾研究組博士生崔桂忠為該論文共同第一作者。研究得到生化與細(xì)胞所景乃禾研究員、曾藝研究員，暨南大學(xué)蔡冬青教授、田雪瑩教授，阜外醫(yī)院胡盛壽教授、聶宇教授，上海交通大學(xué)黃荷鳳教授、任濤教授，上海市奉賢區(qū)中心醫(yī)院?jiǎn)淘鲇轮魅蔚却罅χС?，同時(shí)得到中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家基金委、國(guó)家科技部、上海市科委等資助。
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