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干细胞人肺模型可模拟新冠病毒感染

  英国《自然》杂志26日发表的一项干细胞最新研究成果,美国斯坦福大学研究人员报告一种人类肺培养系统问世,它可用于模拟肺部感染,包括引起新冠肺炎的新冠病毒感染。

  干细胞是一种具有多分化潜能及自我复制能力的早期未分化细胞。而肺部干细胞可以再生肺部组织,因此有潜力能形成实验室肺培养模型,用于研究肺病、癌症和感染。

  但是,肺部是人体最复杂的器官,肺脏自近端到远端包括气管、支气管、小支气管和肺泡等结构,对气体交换和抵御病原体入侵至关重要,由数十种不同细胞的协同工作保证了其正常功能的进行。而正是由于其复杂的结构,不但增加了临床病症诊断的难度,也让我们对人类肺部干细胞的了解有限,妨碍了此类模型的开发,尤其是肺部最末端(换气发生部位)模型的开发。

  此次,斯坦福大学研究人员凯文·郭(音译)及其同事,利用人类肺细胞亚群成功生成了人类肺部末端培养模型。这些模型可以帮助他们鉴定出哪些细胞可能是成熟肺组织的祖细胞。

  研究表明,这种肺部模型表达新冠病毒进入受体ACE2,并可以感染新冠病毒,用于研究新冠肺炎相关肺病。这种能够模拟真实组织应答的肺部,也是研究器官形成、疾病改变以及药物应答的理想模型。

  研究人员表示,他们的肺组织培养物提供了一种研究人类肺病的模型,有望推动组织工程应用。

  干细胞生成的人体相关模型,可以很好地帮助科学家研究多种流行病的生物学特性,并促进药物筛选。就在十月末,同样发表在《自然》杂志上的一项研究中,中国和美国的科学家团队利用人类多能干细胞生成了肺和结肠类器官系统,借助这一成果他们对美国食品药品管理局批准的药物进行筛选后,鉴定出了三种显示对新冠病毒具有抗病毒活性的药物。这一研究表明,肺和结肠类器官也可以作为研究新冠病毒感染和鉴定潜在的新冠肺炎疗法的模型,也为肺脏修复和再生研究提供了新的研究方向及理论基础。

总编辑圈点

  新冠肺炎的流行,让肺部疾病研究再次成为医学领域的热点。有的科学家通过冷冻电镜来研究新冠病毒侵入肺部的机制,并建立了相关模型。在这项研究中,科学家则通过肺部干细胞来生成实验室肺部培养模型,以增进对新冠肺炎的了解。其实这种方法不仅有利于人类应对新冠肺炎,对于再生医学的发展也很有裨益。(记者张梦然)


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