干细胞在慢性肺疾病中的作用

一种新的肺干细胞群在调节肺微血管系统中起着重要作用 - 肺微血管系统是发生氧气和二氧化碳交换的微小血管网络。

干细胞，称为间充质祖细胞(MPCs)，可能有助于慢性肺病的病理生物学，医学副教授Susan Majka博士说。

了解MPC的正常功能和疾病相关功能障碍可以导致早期诊断和改善对肺纤维化，肺气肿和肺动脉高压等疾病的治疗。该研究结果于本月在“临床研究杂志”上发表。

慢性肺病的特征在于肺组织结构的变化，包括重塑和微血管的丢失。微血管的损失会损害气体交换，导致呼吸短促。

Majka说，血管重塑归因于内皮细胞排列血管或围绕它们的平滑肌细胞。但内皮细胞和平滑肌细胞“终末分化” - 它们不太可能成为其他类型的细胞 - 并且Majka认为，能够产生多种功能不同的“成熟”细胞的未鉴定干细胞更可能成为其中的基础。组织重塑。

她和她的同事从小鼠和人肺中分离出血管干细胞，并将其定性为MPC，它们位于成人组织的微脉管系统旁边。现在，他们使用新颖的先进谱系绘图工具来跟踪细胞，在正常条件下以及当与成人肺病相关的信号通路被激活(Wnt信号传导)或减少(BMPR2信号传导)时。

“当这些细胞异常时，动物会出现血管病变 - 微血管和肺部结构都会消失。他们失去了换气的表面，“Majka说。

研究人员还在肺损伤后跟踪细胞 - 实验诱导纤维化(瘢痕形成)。他们发现，损伤后异常激活的MPC形成了一种以前从未表征过的适应性血管结构。

“这似乎是'血管模仿'的一种形式，'管状结构将循环血液，但不是正常的血管，”Majka说。“这是血管生成的一种新形式，可以将血液送入纤维化区域的中间，但我们的研究在损伤后，纤维化高峰时期早期结束，我们还不知道它是否有助于修复损伤或实际上是有害的。”

Majka和她的同事还使用从移植或其他手术中获得的人肺组织来分离MPC。他们比较了来自正常和患病肺组织的人和小鼠MPC，并显示这些细胞具有相似的特征和基因表达谱，定义了与人类疾病相关的工作。

“发现像这种细胞类型的新东西非常令人兴奋，这种细胞在维持微血管和肺组织结构方面非常重要，并且对疾病和修复具有潜在影响，”Majka说。

了解MPC和肺中的其他细胞群对于使用干细胞修复受损肺组织或构建肺组织移植物的努力非常重要。

“理解肺微环境中不同细胞如何相互调节至关重要，而我们实际上还不知道，”Majka说。

通过研究来自正常和患病或受伤肺部的MPC中的基因表达模式，Majka和她的同事发现了新的靶点，这些靶点可能指向用于早期检测肺病的生物标志物，并且可以指导促进修复的干预的发展。

“对于肺血管疾病，当患者出现症状时，已经对微血管造成了严重损害，”Majka说。在症状出现之前使用新的生物标志物来检测疾病将允许更早的治疗，这可以有效地减少进展或甚至逆转疾病过程。

此外，MPC存在于许多成人组织中，包括皮肤，肾脏和子宫，表明该发现可以提高对这些组织中疾病病理生理学的微血管基础的理解。

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