Cell同期两篇论文：利用多种测序技术发现肺细胞的奥秘

　　9月7日Cell杂志同期公布了波士顿儿童医院，宾州大学，宾州儿童医院的两个研究组针对间充质细胞的新研究成果。

　　我们人体的肺部为了保持健康，需要维持两个重要的细胞群：一种是肺泡上皮细胞，租出肺部气体交换必需的小气囊；另外一种是在平滑肌中的细支气管上皮细胞（也称为气道细胞）。“我们对此产生了疑问，一个干细胞怎么知道它似乎要变成上皮细胞，还是肺泡细胞啊？”来自波士顿儿童医院干细胞研究项目组的Carla Kim博士说。

　　为了解开这个谜题，Kim与Joo-Hyeon Lee博士（现在在英国剑桥干细胞研究所）利用他们在2014年建立起来的3D“类器官”培养系统，看看到底是哪些肺细胞类型产生了。然后他们又利用单细胞RNA测序，观察每种细胞打开了哪些基因，这些基因之间如何沟通。

　　在“Anatomically and Functionally Distinct Lung Mesenchymal Populations Marked by Lgr5 and Lgr6”这篇文章中，研究人员发现被称作肺间充质细胞（不要与间充质干细胞混淆）是其中的关键，它们能帮助决定干细胞的命运。研究人员也通过单细胞RNA测序，进一步发现肺间充质细胞至少具有5种不同的亚型，每种亚型具有不同的分子标记。

　　此外，研究人员呀发现具有LGR5标记的细胞能分泌了许多促进肺泡细胞形成的Wnt5A分子，而具有LGR6标记的细胞则能帮助修复气道细胞。

　　“如果患者有肺泡上皮细胞不能被修复的肺气肿或支气管肺发育不良等疾病，那么可以考虑激活Wnt通路。当Wnt受到阻断，就可能获得另一种类型的肺细胞。但是如果导入Wnt，那么它会恢复正常，”Kim说。

　　“我们下一步将继续探索控制这些细胞命运的作用因子是什么，他们可能是潜在的治疗靶点。”

　　另外一篇文章“Distinct Mesenchymal Lineages and Niches Promote Epithelial Self-Renewal and Myofibrogenesis in the Lung”中， 宾夕法尼亚肺生物学中心主任、细胞和发育生物学教授Edward E. Morrisey带领的研究人员小组通过基于单细胞RNA测序（scRNA-seq）和细胞群RNA测序（popRNA-seq）的基因表达检测，在小鼠模型中一共发现了五种不同类型的间充质细胞，利用荧光激活细胞分选术（FACS）分离研究，随后将研究重点放在了其中两种细胞。

　　Morrisey说：“肺里有数十种细胞，各有各的特化功能，如气体交换、分泌表面活性剂和润滑液、以及阻挡病原体和有害物质等。复杂的结构使肺部疾病往往难以正确诊断，相同症状可能有许多种可能，而大多数患者都是直到疾病进展到很严重的程度才被确诊。按照生物补偿机制，当患者感觉到症状时，肺功能已经丧失将近50%。”

　　在最新研究中，研究人员发现了一种细胞负责自我更新管理，被称作间质肺泡龛细胞（Mesenchymal Alveolar Niche Cell，MANC），它们是肺泡再生的关键。第二种细胞被称为Axin2+ 肌成纤维生成祖（Axin2+ Myofibrogenic Progenitor，AMP）细胞，它们是损伤后形成瘢痕组织的肌成纤维细胞（myofibroblasts）的生产细胞。

　　研究小组分析了两种细胞分泌的细胞分子和它们的细胞表面受体。将所得信息与数据库中相邻细胞的已知分泌分子和受体进行比较。“这些细胞的一项重任是在损伤发生后，平衡修复和再生反应，”Morrisey说。