在体外平台以建模人类呼吸道上皮质中离子细胞的功能
Marta Vilà-González1,2,3, Laetitia Pinte4, Ricardo Fradique5
1Wellcome-MRC Cambridge Stem Cell Institute, Jeffrey Cheah Biomedical Centre, University of Cambridge, Puddicombe Way, Cambridge, CB2 0AW, UK. mv468@cam.ac.uk.
Respiratory research
|April 25, 2024
概括
人类诱导的多能干细胞 (hiPSCs) 可以与离子细胞生成气道上皮细胞 (AECs). 在hiPSC衍生的AEC中,FOXI1的丧失消除了离子细胞,并损害了纤毛细胞的发育,这表明离子细胞调节了呼吸道平衡.
科学领域:
- 干细胞生物学 干细胞生物学
- 气道表皮研究研究
- 离子运输机制 离子运输机制
背景情况:
- 肺离子细胞对于呼吸道上皮的功能至关重要,表达CFTR,与囊性纤维化相关的基因.
- 人类诱导的多能干细胞 (hiPSC) 为呼吸道上皮细胞 (AEC) 提供了可再生来源,但产生含有离子细胞的AEC仍然具有挑战性.
- 这项研究介绍了一种生产含有离子细胞的hiPSC衍生AEC (hiPSC-AEC) 的平台,使其能够研究其作用.
研究的目的:
- 开发一种产生含有肺离子细胞的hiPSC-AECs的方法.
- 研究离子细胞在气道上皮的发育和功能中的作用.
- 使用FOXI1淘汰模式来描述hiPSC-AEC表皮质.
主要方法:
- hiPSCs被分化为肺前代,并作为3D有机体培养.
- 空气-液体界面培养成熟的有机体成极化hiPSC-AEC表皮.
- 通过CRISPR/Cas9技术生成FOXI1淘汰 (KO) 的hiPSC来评估离子细胞的特异性和功能.
主要成果:
- 成熟的hiPSC-AEC表皮细胞成功地结合了基底,分泌,状,PNEC和离子细胞细胞类型.
- 虽然FOXI1 KO没有影响分化为气道原始体,但导致表皮质缺乏离子细胞.
- FOXI1 KO hiPSC-AEC上皮表现出减少了纤毛细胞生产的能力.
结论:
- 离子细胞在调节气道上皮质特性和平衡中发挥着重要作用,超出了简单的离子运输范围.
- 开发的hiPSC平台有助于研究气道疾病 (如囊性纤维化) 中的离子细胞功能.
- 向离子细胞的发育或功能可能为呼吸道疾病提供新的治疗策略.
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