迄今最接近人肺类器官培育成功
近日,美国科学家在一期《电子生命》(eLife)杂志上发布了一项重大突破:他们成功地利用人类干细胞在实验室培育出了肺类器官,该器官拥有与人类肺部相同的所有细胞类型。这一研究成果无疑为新冠病毒的研究带来了前所未有的机遇。
新冠疫情的肆虐使得科学家们迫切需要一个有效的实验室模型来模拟人类肺部感染新冠病毒的情况。过去的尝试均以失败告终,原因在于并非所有细胞都能成功存活下来。这次,加州大学圣地亚哥分校的科学家们打破了这一僵局。
他们巧妙地利用了因肺癌而被手术切除的成人肺干细胞,开发出了三种肺类器官细胞系。通过添加特定的生长因子,科学家们成功培育出了构成人类肺部上下气道的细胞,甚至包括了名为AT2的特殊肺泡细胞。这一突破性的研究不仅展示了科学的力量,也展现了人类对未知领域的精神。
值得一提的是,由德巴什沙湖博士领导的计算团队通过基因表达模式的比较,验证了新的肺类器官的真实性。他们发现,新的肺类器官的基因表达模式与死于肺部疾病患者的模式以及从新冠疫情患者数据库中发现的模式高度相似。
更重要的是,研究团队利用新冠病毒感染了新得到的肺部类器官,并发现了一些关键信息。例如,上呼吸道细胞在病毒感染中起到了关键作用,而下呼吸道细胞对免疫反应至关重要。这两种细胞类型都有可能引发过度免疫反应(细胞因子风暴),这种情况在新冠重症患者身上尤为明显。无论是否感染新冠病毒,新得到的肺类器官的行为与真实的肺极为相似,这意味着这一成年肺类器官在模拟新冠病毒感染肺部的过程方面比其他任何实验室模型都更为有效。
该研究的主要负责人之一普拉迪帕特戈什教授表示,“这一人类疾病模型使我们能够在人类临床试验开始前测试药物的疗效和毒性,从而排除无效化合物。我们已经开始测试药物能否控制新冠病毒感染,并且这一模型还可以用于新冠病毒相关的未知领域,包括肺纤维化等并发症。”
研究人员强调,新的肺类器官不仅具有可扩展性和个性化,而且成本效益高,可以对多种肺疾病和流行病进行建模。这一研究的成果将有望为未来的药物研发、毒性测试和肺部疾病研究提供强大的支持。随着研究的深入,人类有望更好地了解肺部疾病的发病机制,从而为预防和治疗这些疾病提供更为有效的手段。