第一张肺地图揭示了哮喘的新见解
研究人员首次绘制出了哮喘患者和正常人肺和呼吸道的组成部分。这项来自威康桑格研究所、格罗宁根大学医学中心、Open Targets、GSK和合作者的研究揭示了每种细胞类型的身份,创建了肺的第一份人类细胞图谱草案。他们还发现了一种全新的细胞状态,可以在哮喘患者体内产生粘液。
今日(六月十七日)在自然医学这些地图揭示了哮喘患者和正常气道之间的差异,并确定了肺细胞是如何相互交流的。了解这些细胞及其信号可以帮助我们找到治疗哮喘的新药物靶点。
哮喘是一种常见的肺部疾病,会导致呼吸困难,引发咳嗽、喘息和呼吸短促。它是由输送空气进出肺部的管道肿胀引起的,这使得人们难以获得足够的氧气。2015年,哮喘影响了全球超过3.5亿人,英国目前有超过500万人正在接受哮喘治疗。
虽然哮喘通常可以通过药物控制,但它会导致持续的问题,并且有严重的、危及生命的哮喘发作的风险。为了开发新的有效药物,需要更好地了解健康的肺细胞及其与哮喘肺的差异。
为了探索正常肺部和上呼吸道的细胞类型,研究人员使用单细胞技术研究了17人的样本。他们分析了36000多份单个细胞从鼻腔和肺的三个不同部位。这使得研究人员能够准确地看到每个细胞中哪些基因是活跃的,并确定特定的细胞类型。
然后,研究人员检测了六个肺样本中不同的细胞类型和活性哮喘患者将它们与正常的肺进行比较。他们发现正常和哮喘患者肺部的细胞有明显的差异。哮喘的症状之一是粘液分泌过多。然而,并不是所有与此相关的细胞都为人所知。研究人员在哮喘患者的肺部发现了一种新的粘液生成细胞状态——粘液纤毛状态,这是以前从未见过的。
费利佩·维埃拉·布拉加博士是这篇论文的第一作者,来自韦尔科姆桑格研究所和开放目标,他说:“我们已经生成了呼吸道的详细解剖图,从正常人和哮喘患者中生成了第一份人类肺细胞图谱草案。这给了我们一个更好的定义细胞类型这让我们在哮喘患者的肺部发现了一种全新的细胞状态,这种状态会产生粘液。”
这项研究揭示了正常肺和哮喘肺在细胞和相互交流方式上的巨大差异。哮喘患者的肺中有更多的炎症Th2细胞,与正常肺中广泛的细胞通信相比,哮喘患者的肺中绝大多数细胞信号都是由Th2细胞发送的。
来自格罗宁根大学医学中心的资深作者Martijn Nawijn博士说:“我们已经知道炎症性Th2细胞在哮喘中起着重要作用,但直到现在我们才看到这种影响有多大。在正常人中,各种细胞相互交流以保持呼吸道的正常运作。但在哮喘患者中,几乎所有这些相互作用都消失了。在哮喘中,炎症细胞似乎完全主导了气道中的交流,而不是相互作用的网络。”
了解哮喘患者肺部的细胞类型以及它们是如何交流的,可以帮助研究人员寻找新的药物靶点,防止细胞对炎症信号做出反应,帮助恢复正常的肺功能。
地图集还显示,位置对肺细胞很重要。研究表明,肺不同区域的细胞具有非常不同的细胞活性。这对研究药物靶点和设计药物试验有进一步的意义。
来自剑桥大学威康桑格研究所和开放目标的资深作者、人类细胞图谱组织委员会联合主席Sarah Teichmann博士说:“作为人类细胞图谱计划的一部分,我们已经创建了第一个全面的肺部细胞图谱。我们大规模、开放的数据揭示了不同的活动细胞,它们的通讯途径和地点。肺细胞图谱将为进一步研究提供重要的资源肺我们希望它能帮助我们找到潜在的新的治疗靶点哮喘救援。”
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