《科學》大發現！斯坦福大學鑒定出一種新型肺幹細胞！為了人類霧霾天的正常呼吸！

最新 02-07

引言

近日，最新一期著名學術期刊《科學》雜誌發表了一篇來自斯坦福大學的重磅研究，他們在肺泡上皮細胞中鑒定出Wnt信號通路激活一小群細胞是肺幹細胞，為肺部相關疾病的治療帶來了希望。

沒有呼吸，就沒有高等生命，人類的心臟要時刻不停地跳動，則要歸功於人體的呼吸器官-肺（lung）。

肺部疾病是人類最常見的疾病之一，其發病率及病死率均較高。

慢性肺部疾病，如慢性阻塞性肺疾病、肺間質纖維化等，目前，在其終末期行肺移植是有效的治療方法。

但由於供體數量不能滿足需求，術後需要免疫抑制治療，以及存在慢性排斥、潛在疾病傳播等原因，肺移植手術的開展受到很大的限制。利用機體本身的再生能力或者應用藥物等手段激活機體的再生潛力是許多疾病治療的理想方法。

近年來，再生醫學研究已經成為醫學研究領域的熱點之一，應用組織工程技術構建組織工程肺來替代移植肺組織已經成為治療的新選擇和研究方向。

再生，自然是離不開幹細胞的！

斯坦福大學的研究者們在《科學》雜誌上面發表的文章

最新一期著名學術期刊《科學》雜誌發表了一篇來自斯坦福大學的重磅研究，他們在肺泡上皮細胞中鑒定出Wnt信號通路激活的亞群細胞是一群肺幹細胞，為肺部相關疾病的治療帶來了希望【1】。

肺幹細胞

肺臟有獨特的氣血交換功能，分為呼吸部和換氣部。呼吸部主要包括氣管、支氣管、細支氣管，換氣部主要是肺泡。不同解剖結構對應的幹細胞維持著各部分結構和功能的穩定。

目前，已經在肺臟組織中發現了具有分化為肺臟組織的多種肺幹細胞，來源於多種細胞【2】：

1.基底上皮細胞來源；

2. Clara細胞來源；

3. 細支氣管肺泡幹細胞；

4. 肺泡上皮細胞來源；

5. 側群細胞來源

因此，目前發現的肺幹細胞主要來源於上述五個方面。

然而，在上面列舉的細胞來源中，比如肺泡上皮細胞有多種類型，但是究竟其中的哪類細胞或者說哪種分子標記的細胞是真正的肺幹細胞呢？科學家們一直沒有搞清楚。

肺泡上皮來源幹細胞

眾所周知，肺泡（alveolus，複數alveoli）是肺部氣體交換的主要部位，是肺的基本功能單位，其是由單層上皮細胞構成的半球狀囊泡。肺中的支氣管經多次反覆分枝成無數細支氣管，它們的末端膨大成囊，囊的四周有很多突出的小囊泡，即為肺泡。肺泡的大小形狀不一，平均直徑0.2毫米。成人約有7億多個肺泡，總面積近100平方米，全部展開大約有50個乒乓球桌那麼大，比人的皮膚的表面積還要大好幾倍。

展開有一套房子這麼大的肺泡，實際上主要由肺泡上皮細胞（alveolarepithelial cell）組成，而肺泡上皮細胞則由兩種形態學上不同的細胞構成，即 I 型肺泡上皮細胞（alveolar type 1 cells，AT1）和 II 型肺泡上皮細胞（alveolar type 2 cells，AT2）。

其中，II 型肺泡上皮細胞（AT2）雖占肺細胞總數的16%，但只覆蓋肺泡表面積的5%，可見AT2的功能並不是以氣體交換為主。自從發現AT2在肺損傷後起重要的修復作用後，AT2就被認為是肺泡上皮中的幹細胞。確實，目前有關學者普遍承認肺泡II 型細胞是肺泡細胞的幹細胞，因為它既可以分化為 I 型肺泡上皮細胞（AT1），也可以通過有絲分裂產生子代AT2，以維持自身的細胞群【3】。

然而，並非每一個AT2細胞都是幹細胞，都能夠分化成AT1以及自我更新，因此，究竟AT2中的哪一類細胞具有幹細胞功能呢？

這正是來自斯坦福大學的這支研究團隊在《科學》上面要闡述的問題。

Wnt激活的AT2是幹細胞

前面也講了，究竟肺泡中的AT2細胞中的哪一亞群是真正的肺幹細胞呢？

斯坦福大學的Mark A. Krasnow教授和Tushar J. Desai博士領導的研究團隊對這一問題進行了深入探索，結果發現AT2中的Wnt信號通路激活的細胞是才是真正的幹細胞。

領導這項研究的斯坦福大學的Mark A. Krasnow教授（左）和Tushar J. Desai博士（右）

研究者們是怎麼發現的呢？

眾所周知，Wnt信號通路在很多幹細胞中都是激活的，而通常情況下，幾乎所有的AT2細胞的Wnt信號通路都沒激活，因此，研究者們就想，我們在AT2細胞中激活Wnt通路來看看結果會怎樣呢？AT2會具有幹細胞特性嗎？

因此，研究者們使用遺傳小鼠模型（一種是Axin2-Cre-ERT2小鼠，一種是報告小鼠Cre reporter Rosa26mTmG，兩個一雜交，後代就相當於敲入了Axin2基因，由於Axin2是Wnt信號通路的靶基因，表達Axin2基因就相當於Wnt信號通路激活了）來研究這一問題。