Bilim adamları, pluripotent kök hücrelerin akciğer yenilenmesinde rol oynadığını keşfetti
19 Şubat'ta, uluslararası akademik dergi "Doğa Genetiği" (Doğa Genetiği), Zhou Bin'in araştırma grubu, Ji Hongbin'in araştırma grubu, Biyokimya ve Hücre Biyolojisi Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi ve Peng Guangdun Araştırması, Guangzhou Biyotıp ve Sağlık Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi'nin çevrimiçi araştırmalarını yayınladı. Grubun işbirliğine dayalı bilimsel araştırma başarısı "Bronşioalveolar kanal kavşağında bulunan çok potansiyelli kök hücrelerle akciğer rejenerasyonu". Çalışma, bronkoalveolar kavşağında bulunan akciğer bronkoalveolar kök hücrelerinin çeşitli akciğer epitel hücrelerine farklılaşma potansiyeline sahip olduğunu bulmak için çift homolog rekombinasyon sistemini (Cre-loxP ve Dre-rox) kullandı ve bu grubu ortaya çıkarmak için birden fazla fare yaralanma modeliyle birleştirildi. Kök hücreler vücuttaki akciğerleri yenileme yeteneğine sahiptir, bu da akciğerlerin onarımı ve yenilenmesi için yeni bir araştırma yönü ve teorik temel sağlar.
Karmaşık, çok işlevli bir organ olarak akciğer, insanın hayatta kalması için hayati önem taşır. Akciğerler, proksimal uçtan uzak uca kadar trakea, bronşlar, küçük bronşlar ve alveoller gibi, gaz değişimi ve patojen istilasına karşı savunma için gerekli olan yapıları içerir. Farklı yerlerdeki bu yapılar, farklı epitel hücrelerine sahiptir. Soluk borusunda ve farelerin büyük bronşlarında, akciğer epitel hücreleri siliyer hücreler, kulüp hücreleri, goblet hücreleri ve farklılaşmamış bazal hücreleri içerir. Bronşiyal epitel hücre tipleri arasında siliyer hücreler, çubuk şekilli hücreler ve nöroendokrin hücreler bulunur. Alveolar epitel hücreleri esas olarak tip I alveolar epitel hücrelerini (alveolar tip 1 hücre, AT1 hücresi) ve tip II alveolar epitel hücrelerini (alveolar tip 2 hücre, AT2 hücresi) içerir. Bu tip hücreler, akciğer homeostazını sürdürmek, işlev görmek ve akciğer hasarı onarımını desteklemek için çok önemlidir. Farklı yerlerdeki epitel hücreleri ilgili bölgelerindeki epitel tabakasını koruyabilir ve onarabilir Literatürde, bazal hücrelerin, kulüp hücrelerinin ve AT2 hücrelerinin sırasıyla hava yolu, bronşiyal ve alveolar yaralanmaları koruyup onarabildiği bildirilmiştir. Bazı epitel hücrelerinin daha güçlü farklılaşma yeteneği vardır Bazı çalışmalar, influenza virüsünün neden olduğu akciğer hasarının onarımı sırasında P63 + Krt5 + bazal hücrelerinin kulüp hücrelerine, AT1 ve AT2 hücrelerine farklılaşabildiğini bulmuştur. Çalışmalar ayrıca, bazal hücre çıkarıldığında, epitel kulüp hücresinin, akciğer hasarı onarımına yanıt olarak bir bazal hücreye ayrışabildiğini bulmuştur. Bu kök hücre tiplerine ek olarak, son yıllarda bronşiyoalveolar kanal bağlantılarında (BADJ'ler) yer alan ve club cell moleküler markörü Secretoglobin1a1'i (Scgb1a1 veya CC10) birlikte ifade eden yeni bir akciğer kök hücresi türü önerilmiştir. AT2 hücre moleküler markörü Sürfaktan Protein C (Sftpc veya SPC), bronşioalveolar kök hücreler (BASC'ler) olarak adlandırılır. Önceki çalışmalar, BASC'lerin işlevlerini incelemek için antikor boyama, hücre ayırma ve organoid kültür gibi in vitro yöntemler kullanmıştır. Bununla birlikte, BASC'ler benzersiz moleküler belirteçlerden yoksundur.Yeni bir akciğer pluripotent kök hücre türü olarak, in vivo akciğer hasarı onarımında ne rol oynar? Muhtemelen, geleneksel soy izleme teknikleri BASC'lerin varlığını ve akciğer onarımı ve rejenerasyonuna katılma işlevini desteklemiyor.
Bu sorunu çözmek için, araştırmacılar, özellikle CC10 + hücrelerini ve spesifik olarak etiketleyebilen Scgb1a1-CreER fareleri ile birlikte Cre-loxP ve Dre-rox'un çift homolog rekombinasyonuna dayanan muhabir gen fare R26-RSR-LSL-tdTomato'yu kullandılar. Cinsiyet etiketli SPC + hücreli Sftpc-DreER fareleri, CC10 + SPC + BASC'leri özel olarak etiketlemek için Scgb1a1-CreER; Sftpc-DreER; R26-RSR-LSL-tdTomato (BASCs izleyici) üç genotip faresi elde etmek için çiftleştirildi. İn vivo doğrulama yoluyla, bu stratejinin BASC'leri özel olarak etiketleyebileceği ve izleyebileceği kanıtlanmıştır. Araştırmacılar, bronşiyal yaralanmanın (Naftalin kaynaklı) ve alveolar yaralanmanın (Bleomisin kaynaklı) iki modelini birleştirerek, BASC'lerin bronşiyal yaralanmadan sonra bronşiyal epitel kulüp hücrelerine ve siliyer hücrelere farklılaşabildiğini ve BASC'lerin alveolar yaralanmadan sonra alveolar epitelyuma farklılaşabildiğini buldular. AT2 ve AT1 hücreleri, BASC'lerin farklılaşmasını ve pluripotensini kanıtladı. Aynı zamanda, araştırmacılar, çift sisteme dayalı yeni bir raportör fare R26-Confetti2 oluşturdu ve klonal analiz için kullanıldı; bu, BASC'lerin tek hücre düzeyinde çok yönlü farklılaşma potansiyelini klonal analiz yoluyla ortaya çıkardı. Dahası, araştırmacılar BASC'nin derinlemesine tek hücreli RNA dizileme analizi yaptılar ve BASC'lerin yeni karakteristik moleküllerini belirleyerek, BASC'nin transkriptom haritasında kulüp hücresi ile AT2 hücresi arasında bulunduğunu ortaya çıkardı ve BASC'lerin de dahili Belirli heterojenlik, farklı potansiyellere farklılaşan kök hücrelerin özelliklerini yansıtır. BASC'lerin in vivo akciğer pluripotent kök hücrelerinin keşfi ve bunların farklılaşma işlevinin belirlenmesi, akciğer hastalıklarının tedavisi, akciğer hasarının onarımı ve rejeneratif tıp araştırmaları için yeni fikirler sağlayacaktır.
Zhou Bin, Ji Hongbin ve Peng Guangdun, makalenin ortak yazarlarıdır. Zhou Bin'in grubundaki doktora sonrası araştırmacı Liu Qiaozhen, doktora öğrencisi Liu Kuo ve Jing Naihe'nin araştırma grubunda doktora öğrencisi olan Cui Guizhong, makalenin ilk yazarları. Araştırma, Biyokimya ve Hücre Enstitüsü'nden araştırmacı Jing Naihe ve Zeng Yi, Jinan Üniversitesi'nden Profesör Cai Dongqing ve Tian Xueying, Fuwai Hastanesi'nden Profesör Hu Shengshou ve Nie Yu, Shanghai Jiaotong Üniversitesi'nden Profesör Huang Hefeng ve Şangay Fengxian Bölgesi Merkez Hastanesi Başhekimi Ren Tao tarafından elde edildi. Qiao Zengyong'un güçlü desteği ayrıca Çin Bilimler Akademisi, Çin Ulusal Vakfı, Bilim ve Teknoloji Bakanlığı ve Şangay Bilim ve Teknoloji Komisyonu tarafından finanse edildi.
Açıklama: Akciğer pluripotent kök hücrelerin BASC'leri, akciğer hasarı onarımını ve yenilenmesini destekleyebilir. BASCs-tracer kullanımı CC10 + SPC + BASC'leri özel olarak etiketleyebilir ve izleyebilir. Bronşiyal hasarın ardından, BASC'ler bronşiyal epitel kulüp hücrelerine ve siliyer hücrelere farklılaşabilir ve alveolar yaralanmadan sonra BASC'ler alveolar epitel AT2 ve AT1 hücrelerine farklılaşabilir.
Kaynak: Biyokimya ve Hücre Biyolojisi Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi
İpuçları: Yakın zamanda WeChat resmi hesap bilgi akışı revize edildi. Her kullanıcı, büyük kartlar şeklinde görüntülenecek olan sık okuma abonelik numaralarını ayarlayabilir. Bu nedenle, "Çin Bilimler Akademisinin Sesi" makalesini kaçırmak istemiyorsanız, şunları yapmalısınız: "Çin Bilimler Akademisinin Sesi" genel hesabına girin sağ üst köşedeki menüyü tıklayın "Yıldız Olarak Ayarla" yı seçin
