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研究揭示了肺泡在细胞水平上如何形成

费城儿童医院(CHOP)的研究人员已经确定了肺泡形成并允许新生儿呼吸空气时在细胞水平发生了什么。了解此过程可以使研究人员更好地了解如何开发治疗方法,并在受伤的情况下潜在地再生该关键组织。这些发现今天在《科学》杂志上在线发表。

肺在胚胎期和出生后阶段均发育,在此期间,肺组织的形成和多种细胞类型起着特定的作用。在从胚胎到新生的过渡过程中,肺的肺泡区域将改善其交换气体的主要功能,其中包括消除二氧化碳的关键过程。

尽管在肺部形成过程中涉及了这些关键步骤,但对细胞和基因组水平发生的情况知之甚少。肺泡不仅至关重要,而且还可能遭受由诸如流感病毒和引起COVID-19的SARS-CoV2病毒等病原体引起的损害。知道出生时哪些细胞参与健康的肺组织的形成可能为有助于再生肺部关键部分的疗法提供基础。

研究人员第一作者Jarod A. Zepp博士说:“广泛的形态学改变正确地塑造了肺泡的生态位,但是在进行这项研究之前,研究界不确定细胞信号传导的程度如何促进其适当的结构。”曾任CHOP肺与睡眠医学系主任,宾夕法尼亚大学Perelman医学院助理教授。“最近的技术进步使我们能够评估驱动肺部关键部位生成的细胞内通讯。”

该研究小组使用了一种多峰方法研究了驱动肺泡形成的细胞间关系。他们发现形成肺泡组织外层的肺泡1型(AT1)上皮细胞代表了协调细胞发育的信号枢纽,特别是在向呼吸过渡的过程中。

他们还追踪了AT1细胞的谱系,并表明它们与成纤维细胞对齐,成纤维细胞是参与组织重塑的一种特殊细胞类型。最后,研究人员还证明,形成这些成肌纤维细胞和肺泡需要AT1限制性配体或分泌的结合分子。

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