Cell同期兩篇論文：利用多種測序技術發現肺細胞的奧秘

　　9月7日Cell雜志同期公布了波士頓兒童醫院，賓州大學，賓州兒童醫院的兩個研究組針對間充質細胞的新研究成果。

　　我們人體的肺部為了保持健康，需要維持兩個重要的細胞群：一種是肺泡上皮細胞，租出肺部氣體交換必需的小氣囊；另外一種是在平滑肌中的細支氣管上皮細胞（也稱為氣道細胞）。“我們對此產生了疑問，一個干細胞怎么知道它似乎要變成上皮細胞，還是肺泡細胞啊？”來自波士頓兒童醫院干細胞研究項目組的Carla Kim博士說。

　　為了解開這個謎題，Kim與Joo-Hyeon Lee博士（現在在英國劍橋干細胞研究所）利用他們在2014年建立起來的3D“類器官”培養系統，看看到底是哪些肺細胞類型產生了。然后他們又利用單細胞RNA測序，觀察每種細胞打開了哪些基因，這些基因之間如何溝通。

　　在“Anatomically and Functionally Distinct Lung Mesenchymal Populations Marked by Lgr5 and Lgr6”這篇文章中，研究人員發現被稱作肺間充質細胞（不要與間充質干細胞混淆）是其中的關鍵，它們能幫助決定干細胞的命運。研究人員也通過單細胞RNA測序，進一步發現肺間充質細胞至少具有5種不同的亞型，每種亞型具有不同的分子標記。

　　此外，研究人員呀發現具有LGR5標記的細胞能分泌了許多促進肺泡細胞形成的Wnt5A分子，而具有LGR6標記的細胞則能幫助修復氣道細胞。

　　“如果患者有肺泡上皮細胞不能被修復的肺氣腫或支氣管肺發育不良等疾病，那么可以考慮激活Wnt通路。當Wnt受到阻斷，就可能獲得另一種類型的肺細胞。但是如果導入Wnt，那么它會恢復正常，”Kim說。

　　“我們下一步將繼續探索控制這些細胞命運的作用因子是什么，他們可能是潛在的治療靶點。”

　　另外一篇文章“Distinct Mesenchymal Lineages and Niches Promote Epithelial Self-Renewal and Myofibrogenesis in the Lung”中， 賓夕法尼亞肺生物學中心主任、細胞和發育生物學教授Edward E. Morrisey帶領的研究人員小組通過基于單細胞RNA測序（scRNA-seq）和細胞群RNA測序（popRNA-seq）的基因表達檢測，在小鼠模型中一共發現了五種不同類型的間充質細胞，利用熒光激活細胞分選術（FACS）分離研究，隨后將研究重點放在了其中兩種細胞。

　　Morrisey說：“肺里有數十種細胞，各有各的特化功能，如氣體交換、分泌表面活性劑和潤滑液、以及阻擋病原體和有害物質等。復雜的結構使肺部疾病往往難以正確診斷，相同癥狀可能有許多種可能，而大多數患者都是直到疾病進展到很嚴重的程度才被確診。按照生物補償機制，當患者感覺到癥狀時，肺功能已經喪失將近50%。”

　　在最新研究中，研究人員發現了一種細胞負責自我更新管理，被稱作間質肺泡龕細胞（Mesenchymal Alveolar Niche Cell，MANC），它們是肺泡再生的關鍵。第二種細胞被稱為Axin2+ 肌成纖維生成祖（Axin2+ Myofibrogenic Progenitor，AMP）細胞，它們是損傷后形成瘢痕組織的肌成纖維細胞（myofibroblasts）的生產細胞。

　　研究小組分析了兩種細胞分泌的細胞分子和它們的細胞表面受體。將所得信息與數據庫中相鄰細胞的已知分泌分子和受體進行比較。“這些細胞的一項重任是在損傷發生后，平衡修復和再生反應，”Morrisey說。