小鼠肺的重建——利用條件重編程技術獲得的人支氣管上皮細胞重建小鼠肺

由於外傷或其他疾病病變可以造成組織損傷、功能受損甚至器官衰竭，人們對組織器官的修復重建有著巨大的需求。人類的肺是不能再生的，而工程化肺是一種可以幫助解決可移植器官短缺問題並且有利於肺部疾病體外研究的得力工具。在現今的許多研究中，研究人員主要採用將胚胎幹細胞（ESCs）或誘導多能幹細胞（iPSCs）接種到鼠或其他大型哺乳類動物的脫細胞肺支架中的方法構建工程化肺。然而，ESCs和iPSCs很難擴增培養，且在經誘導處理後並不總能形成分化細胞的純種細胞群，使得這些細胞用於設計成可移植的工程化組織的實用性較低。

近期，在刊登在Tissue Engineering的一項研究中，德克薩斯大學西南醫學中心細胞生物學系Jerry W. Shay教授團隊開發了一種可以使經條件重編程技術（ConditionallyReprogramming，CR）獲得的原代人支氣管上皮細胞（HBECs），以下簡稱CR-HBECs，分化成上呼吸和下呼吸道肺上皮的方法。該方法是將正常（patientswith and without cystic fibrosis， WT）和囊性纖維化病人（patients with cystic fibrosis，CF）的CR-HBECs接種到脫細胞的小鼠肺基質中維持2周培養，這些CR-HBECs迅速重建上下氣道結構，並分化成各種細胞類型，包括I型和II型肺泡上皮細胞。而在氣液界面培養體系中，CR-HBECs需要經過35天連續培養才能分化成上呼吸道上皮，且不能分化出下呼吸道上皮。該團隊同時研發了可以維持CR-HBECs重建的脫細胞小鼠肺的血管灌注和節律性呼吸的生物反應器。

病人來源的原代HBECs，不需遺傳操作，通過CR技術即可快速擴增並具有獲得克隆衍生物的特性，使肺上皮可快速重建，有利於離體肺的產生，促進了組織工程模型的建立以利於肺部疾病的研究，以期肺移植的實現。

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