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【前沿资讯】《Cell》:作为全球主要死亡原因的慢性阻塞性肺病是一种肺干细胞病




    美国研究人员在COPD患者的肺部中发现了大量异常的肺干细胞。


    肺脏是人体的呼吸器官,对气体交换和抵御病原体入侵至关重要。肺脏一旦受损,人体正常生命活动也将受到影响。


    慢性阻塞性肺病(COPD)是全球主要的死亡原因。在一项新的研究中,来自美国多家研究机构的研究人员在COPD患者的肺部中发现了大量异常的肺干细胞。他们利用肺干细胞的单细胞克隆技术取得了他们的发现。如今,他们正在靶向这些异常的干细胞以便开发新的疗法。




1.异常的肺干细胞是关键




    相关研究结果于2020年4月15日在线发表在Cell 期刊上,论文标题为“Regenerative Metaplastic Clones in COPD Lung Drive Inflammation and Fibrosis”。论文通讯作者为休斯顿大学干细胞中心主任、生物学和生物化学教授Frank McKeon以及休斯顿大学干细胞中心研究副教授Wa Xian。

Cell,2020, doi:10.1016/j.cell.2020.03.047


    Xian说,“实际上我们发现,所有COPD患者中的三种变异肺干细胞导致了这种疾病的所有关键特征。其中的一种变异肺干细胞会产生大量的粘蛋白,从而阻塞小气道,而另外两种变异肺干细胞导致肺部纤维化和炎症,从而降低了肺部功能。这些患者有正常的肺干细胞,但数量不多,相比而言,这三种变异肺干细胞占主导地位,从而导致了这种疾病。”




2.肺干细胞与COPD




    COPD是一种以慢性支气管炎、小气道闭塞、炎症、纤维化和肺泡受到破坏为特征的进行性肺部炎症性疾病,其中肺泡是肺部中的小气囊,可交换血液中的氧气和二氧化碳分子。根据全球疾病负担研究(Global Burden of Disease Study),2016年全球有2.51亿例COPD病例。


    论文共同作者、康涅狄格大学医学院肺科医生和重症监护医生Mark Metersky说,“这是一种令人沮丧的疾病。我们可以尝试和改善它的症状,但是我们没有任何东西可以治愈这种疾病和防止死亡。”Metersky在进行支气管镜检查时从肺部液体中收集了干细胞。


    尽管COPD的死亡人数比地球上任何一种疾病都要多,但是关于这种疾病的根本原因,人们对它的研究和了解相对还比较少。过去十年来,Xian和McKeon开发了对肺部和气道干细胞进行克隆的技术,并从那时起就一直开展这方面的研究,在此过程中注意到气道的不同部位会产生不同的干细胞,这些干细胞之间存在关联,但又是可以区分开来的。


    McKeon说,“这是非常值得注意的。在肺部深处,远端气道干细胞产生远端管和肺泡,研究表明它们才是让肺部能够自我再生的干细胞。”Xian和McKeon在2011年对从H1N1流感病毒感染中恢复过来的受试者的研究中发现了肺部再生,其中这种流感病毒与导致1918年流感大流行的病毒几乎相同。


   Xian和McKeon发现与正常肺部不同的是,COPD患者的肺部(下称COPD肺部)被三种不寻常的变异肺干细胞占据,这些变异肺干细胞导致已知存在于COPD肺部的化生性病变(metaplastic lesion),但是它们被许多人认为是COPD的次要影响,与COPD的病理没有因果关系。


    在论文共同第一作者、休斯顿大学干细胞中心博士后研究员Wei Rao将每种变异肺干细胞克隆移植到免疫缺陷受试者体内后,他们发现它们不仅产生明显的COPD化生性病变,而且它们还分别引发了COPD的三重病变,即粘液分泌过多、纤维化和慢性炎症。


    McKeon说,“COPD中长期以来被忽视的化生性病变实际上是导致这种疾病的原因,而不是这种疾病的次要后果。”鉴于这些研究人员知道了导致炎症、纤维化和小气道阻塞的细胞身份,他们正在努力筛选一系列靶向它们的药物样分子,以便发现新的药物。


    Xian说,“鉴于我们如今知道了导致COPD病变的特定细胞,我们可以像治疗癌症一样,利用特异性的药物靶向它们,选择性地杀死它们,从而让正常的干细胞再生正常的肺部组织。”


文献出处:

[1]. Wei Rao et al. Regenerative Metaplastic Clones in COPD Lung Drive Inflammation and Fibrosis. Cell, 2020, Published online: 15 April 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.03.047.
[2]. COPD as a lung stem cell disease: Single cell cloning tells the story of abnormal cells
https://medicalxpress.com/news/2020-04-copd-lung-stem-cell-disease.html


撰文:towersimper

来源:生物谷




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