利用誘導多能幹細胞,研究人員首次描述了早期肺祖細胞的完整基因程序,發現了控製肺形成的基因,並且成功構建了可以用於模擬人類肺的迷你肺類器官。
相關研究結果發表在國際學術期刊JCI上,該研究將推動利用人類誘導多能幹細胞進行肺疾病的研究。
誘導多能幹細胞能夠形成身體內幾乎所有細胞類型,許多科學家都希望能夠利用誘導多能幹細胞進行疾病器官的修複。這些幹細胞可以利用血液樣本或皮膚活檢樣本借助技術手段來獲得。
來自波士頓大學醫學院和波士頓醫學中心的研究人員使用基因編輯技術在誘導多能幹細胞中與肺發育有關的重要基因內部插入了一段表達熒光蛋白的基因。隨後利用一係列不同的生長因子組合對誘導多能幹細胞進行處理來獲得肺細胞。隨著細胞變成肺細胞,可以根據綠色熒光蛋白將這些細胞與其他細胞分離開來進行進一步的研究。
研究人員還開發了一套流程將這些肺細胞培養成包含成千上萬個細胞的球體(spheres),並且表達肺細胞成熟過程中需要表達的許多重要基因,他們將這種細胞球體稱為“肺類器官”。接下來他們對比了從誘導多能幹細胞產生的肺細胞和真正的肺細胞,發現了一些重要的相似之處。
雖然近些年在利用誘導多能幹細胞獲得肺細胞方麵已經取得了很大進展,這項新研究提供了關於肺如何在人類胚胎中形成的新獨特觀點,“我們對這些肺細胞進行了細致描述,發現了控製肺形成的基因,還發現了許多在不同物種之間非常保守的基因表達程序,還有一些基因需要得到進一步研究,”文章共同第一作者Finn Hawkins這樣說道。“我們認為這項研究可以幫助我們深化對人類肺疾病的了解。”
除此之外,該研究也向著獲得功能性肺組織邁出了重要一步,研究人員表示他們希望最終能夠實現用再生肺組織替換損傷組織。
原始出處:
Finn Hawkins,et al.Prospective isolation of NKX2-1–expressing human lung progenitors derived from pluripotent stem cells.JCI,doi:10.1172/JCI89950