Nature：都2018年了，我們還能找到新的肺細胞？

公開日: 2018-08-04

葯明康德/報導

在本周最新上線的多篇《自然》論文中，有兩篇非常有趣的文章。來自波士頓地區的兩支科研團隊發現，在肺裡面竟有一種我們之前從未發現的新細胞。而且，它可能與一種嚴重的肺部疾病有關。

這兩支團隊最初的出發點是一致的——他們想利用先進的「單細胞測序技術」，在呼吸道中分析數萬個不同細胞的基因表達情況。通過對不同細胞的基因表達模式進行歸納與比對，我們能夠了解呼吸道中不同細胞的組成與分布狀況，這些資訊對疾病研究大有裨益。

在分析中，科學家們根據基因表達情況，意外地找到了一類全新的細胞。與其他細胞相比，它們的CFTR基因表達水準顯著更高。在熒光顯微鏡下，人們首次一睹此類細胞的真容。它們看起來很像是青蛙皮膚表面的離子細胞（ionocytes）。因此，研究人員們也簡單地將它們稱為「肺部離子細胞」（pulmonary ionocytes）。

▲熒光顯微鏡下的肺部離子細胞（橙色）（圖片來源：Montoro et al./Nature 2018）

「通過單細胞測序技術，以及將細胞進行對比的努力，我們發現了之前不知道的細胞，」這兩篇論文中的一位通訊作者Aviv Regev教授說道：「儘管我們對呼吸系統的研究已經有了好幾十年，但這些細胞非常罕見，一直沒有被注意到。」

我們知道，呼吸道裡經常會有黏液產生，呼吸道裡的細胞也會不斷將這些黏液清除出去。通過實時成像技術，研究人員們發現這些肺部離子細胞可能參與了這個過程。

▲研究人員們認為肺部離子細胞參與了黏液的清除（圖片來源：Daniel Montoro, Hui Min Leung, Vladimir Vinarsky）

但更關鍵的是，這些細胞表達的CFTR基因吸引了科學家們的注意。早在上世紀80年代，人們就發現了這個基因編碼的蛋白質能夠參與氯離子在細胞膜兩側的轉運。如果這個基因發生突變，就會在肺部、胰腺、以及其他器官導致黏液積累。在肺部，這會引起頻繁的呼吸道感染，引發一系列和囊性纖維化有關的癥狀。而囊性纖維化是一種嚴重的多器官疾病，影響了全球的70000多人。

先前，人們以為CFTR基因在呼吸道中常見的纖毛細胞裡表達，但這項研究則推翻了這一假設。後續研究表明，呼吸道中的絕大部分CFTR蛋白在這些肺部離子細胞裡表達，而它們隻佔所有細胞的1%。

▲這些新細胞所佔的比例極低（圖片來源：Montoro et al./Nature 2018）

進一步研究則發現，在小鼠模型中，倘若干擾這類細胞中的關鍵通路，就會引起囊性纖維化的典型癥狀。這一發現表明了此類細胞在疾病發病中的重要角色，也有望讓未來的基因療法有的放矢，更為精準。

「當研究人員們研發治癒囊性纖維化的新療法時，知道只需要針對1%的細胞，能帶來很多好處，」另一名通訊作者Allon Klein教授說道：「它能改善現有療法，或是協助開發新的療法。」

「囊性纖維化是一種被研究得很透徹的疾病，但我們才發現一種全新的生物學機制，有望讓我們用全新的方法去解決這個疾病，」通訊作者之一Jayaraj Rajagopal教授補充道：「如今，我們已經有了一個描述肺部疾病的新框架。」

點擊「閱讀原文」，即可訪問《自然》最新文章列表。

參考資料：

[1] A revised airway epithelial hierarchy includes CFTR-expressing ionocytes

[2] A single-cell atlas of the airway epithelium reveals the CFTR-rich pulmonary ionocyte

[3] New lung cell type discovered

[4] Researchers discover new type of lung cell, critical insights for cystic fibrosis

本文來自葯明康德微信團隊，歡迎轉發到朋友圈，謝絕轉載到其他平台。如有開設白名單需求，請在文章底部留言。如有其他合作需求，請聯繫[email protected]。

癌症突破

| | | 血檢 | | | |

| | | | | | | | | |