干细胞基因突变的成功纠正为肺部疾病提供了希望
研究人员首次开发出一种方法，将多能干细胞诱导成一种特定类型的成熟肺细胞，称为“肺泡上皮型II细胞”(AEC2s)，并纠正一种突变基因，这种突变基因在这些细胞中的功能障碍已知会导致婴儿呼吸窘迫。
研究结果发表在细胞干细胞这将使研究新生儿呼吸窘迫、COPD和间质性肺疾病等肺部疾病变得更容易，这些疾病都是由功能失调的AEC2s引起的，到目前为止，AEC2s还无法在细胞培养中存活和繁殖足够长的时间，无法进行研究或进行基因校正。
AEC2s是关键细胞在婴儿和成人中都起到维持肺气囊的作用。它们负责对肺损伤做出反应，分泌一种叫做“肺表面活性剂”的物质，帮助保持肺的开放。据信，这些特定细胞的功能障碍导致许多知之甚少的肺泡的发展肺部疾病(肺部气囊疾病)，是导致早产儿呼吸窘迫的罪魁祸首，在aec2准备好产生表面活性剂之前。重要的是，新发现证明了干细胞来源的AEC2s在培养中产生表面活性剂的能力，这是一个长期以来没有实现的里程碑。
这一发现现在允许科学家从AEC2s中分离出来多能干细胞可以从任何病人身上设计出来。这些细胞在培养中的稳定性也使科学家能够创建模型来了解它们所引起的疾病，并为这些疾病开发新的基因、细胞和药物疗法。
“现在我们已经产生了这些细胞的来源，并表明它们可以在培养中模拟肺泡疾病，这应该会使研究各种相关疾病变得更容易，可能会更好地了解这些疾病，并有希望为其他不治之症提供更多的机制特异性疗法，”波士顿大学医学院(BUSM)分子和转化医学系的医学博士/博士生Anjali Jacob解释说。
检验科学
利用诱导多能干细胞(iPSCs)，研究人员能够在称为“肺泡球”的3D结构中生成和纯化诱导的肺泡上皮II型细胞(iAEC2s)。然后，他们继续证明这些肺泡球能够在几个月的时间内增殖，从每个纯化的起始细胞中产生数百万个后代。
在确定了产生和维持这些细胞的能力后，研究人员从一个已知会导致AEC2功能障碍和新生儿的“SFTPB”基因突变的儿童身上提取了皮肤样本呼吸窘迫．然后，他们从孩子的皮肤细胞中设计诱导多能干细胞(iPSCs)，并将细胞分为两组，一组是他们保留已知突变的细胞，另一组是他们使用基因编辑纠正突变。当他们比较两组产生的肺泡球时，他们发现，与未编辑的细胞相比，基因被编辑以纠正“SFTPB”突变的细胞恢复了功能，并且不再具有被认为是儿童肺的基础缺陷疾病．这表明“ipsc衍生的肺泡球代表了真实人类的忠实模型。肺通讯作者Darrell Kotton医学博士，BUSM的David C. Seldin医学教授和BU/波士顿医学中心(BMC)再生医学中心(CReM)主任说。
研究人员认为，这项研究代表着未来通过基于细胞的治疗实现病变肺泡再生的重要一步。“有一天，我们希望我们能够开发出一种方法，可以使用这些细胞来替代人类肺部功能失调的肺泡细胞，”科顿补充说。
