波士頓大學和波士頓醫(yī)學中心的合資企業(yè)再生醫(yī)學中心 (CReM) 的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種將工程細胞移植到受損肺組織中的新方法。這些發(fā)現(xiàn)可能會帶來治療肺氣腫、肺纖維化和 COVID-19 等肺部疾病的新方法。這兩項研究描述了改造肺干細胞并將其移植到受傷的實驗肺中而不進行免疫抑制的方法，該研究在線發(fā)表在 《細胞干細胞》雜志上。
20多年來，領(lǐng)導這項工作的科學家們一直在尋求一種將細胞移植到受損肺組織中的方法，目的是再生肺氣道或肺泡。他們懷疑，為了使移植物具有長壽命和功能性，重建肺的干細胞或祖細胞“室”(有時也稱為干細胞生態(tài)位)非常重要。他們首先專注于開發(fā)在實驗室中使用多能干細胞改造每個肺干細胞或祖細胞的方法，然后開發(fā)將這些細胞移植到肺部受傷的實驗小鼠模型中的方法。
在他們的研究“通過原代或多能干細胞衍生的基底細胞移植進行氣道干細胞重建”中，CReM 研究人員將重點放在肺氣道上。這些氣道內(nèi)襯有上皮細胞，上皮細胞中含有被稱為“基底細胞”的干細胞，負責在一生中維持這些氣道。
“通過在實驗室培養(yǎng)皿中將實驗模型和人類多能干細胞分化為氣道基底細胞，我們能夠使用這些細胞在體內(nèi)(活體組織中)重建受損模型氣道的干細胞區(qū)室。這導致工程基底細胞在免疫活性模型中終身植入。因為這些細胞被移植為基底細胞，即氣道的正常干細胞，它們能夠通過分裂自我更新或復制自身，并產(chǎn)生其他細胞類型，共同形成功能性氣道上皮，”通訊作者解釋道。 Darrell Kotton 醫(yī)學博士、波士頓大學 Chobanian & Avedisian 醫(yī)學院 David C. Seldin 醫(yī)學教授兼 CReM 主任。
在他們的第二篇論文《將 PSC 衍生的肺上皮細胞持久肺泡植入免疫活性小鼠》中，CReM 研究人員將肺氣囊(即肺泡)作為目標。科頓和他的團隊開發(fā)了將工程細胞移植到肺泡中的方法，肺泡是肺部負責氣體交換的區(qū)域。移植的細胞形成兩種類型的肺泡細胞，稱為 1 型和 2 型肺泡細胞。由于 2 型肺細胞在整個生命過程中充當肺泡的祖細胞，因此從移植的工程細胞中形成新的 2 型肺細胞可確保細胞自我更新和分化，以長期維持肺泡。
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