人體干細胞轉化為功能性肺細胞的工作原理

科學家成功地將人體干細胞轉化成了功能性的肺細胞和呼吸道細胞。研究成果，可以幫助科學家們研究肺部發育、構建肺部疾病建模、篩查藥物并zui終制造出可供移植的肺部器官。
該研究的負責人漢斯-威勒姆·斯諾耶克表示：“科學家們已經相繼將人體干細胞轉化成了心臟細胞、胰島β細胞、腸細胞、肝臟細胞和神經細胞，大大推動了再生醫學的發展?，F在，我們又成功地將人體干細胞轉化為肺細胞和呼吸道細胞，這項研究非常重要，因為肺部移植預后特別差。盡管這一技術應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胞生成功能性的肺部組織）打下了基礎。”
研究建立在斯諾耶克以前研究的基礎上。早在2011年，斯諾耶克就發現了一套化學因子，能將人的胚胎細胞或誘導多能干細胞（iPS細胞）變成前腸內胚層（肺細胞和呼吸道細胞的前體）。iPS細胞與人體的胚胎細胞非常接近，能分化為多種類型的細胞，但其可以由皮膚細胞生成，不像胚胎干細胞那樣存在倫理爭議，因而在研究中常常作為人類胚胎細胞的替代品。
在研究中，斯諾耶克和同事發現了新的化學因子，其能成功地將人的胚胎細胞或iPS細胞*變成功能性的肺上皮細胞（覆蓋肺部表面的細胞）。他們得到的細胞表達了至少6種肺上皮細胞和呼吸道上皮細胞的標志物，其中包括二型肺泡上皮細胞。這種細胞非常重要，因為其會產生對維持肺泡（氣體交換發生的場所）至關重要的表面活性物質；另外，當肺部受傷時，二型肺泡上皮細胞還會參與修復工作。
研究成果將有助于科學家們研究多種肺部疾病，包括特發性肺纖維化（IPF），二型肺泡上皮細胞被認為對這一疾病至關重要。斯諾耶克說：“沒有人知道這種疾病的病因，目前也沒有治療辦法。研究將幫助科學家們創建IPF實驗模型，在分子水平對這一疾病進行研究并篩選出可能的治療藥物。”
斯諾耶克說：“未來，我們希望利用這一技術進行肺部的自體移植。在從捐贈者處獲得肺以后，我們可以將所有肺細胞剔除，只留下肺部支架，然后再將從患者處獲得的新的肺干細胞接種到這一支架上，讓其發育成功能性的肺，這樣可以避免排異問題。”
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)      成纖維細胞生長因子受體4IgG    副溶血性弧菌
小鼠α羥基丁酸脫氫酶(αHBDH)     成纖維細胞生長因子受體3IgG    副溶血性弧菌
小鼠β2糖蛋白1IgA/G/M(β2-GP1 IgA/G/M)     成纖維細胞生長因子-8/纖維母細胞生長因子-8IgG    副溶血性弧菌
小鼠β氨基己糖苷酶A(β-Hex A)      成纖維細胞生長因子21IgG    副溶血性弧菌
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