在一項新的研究中，美國加州大學舊金山分校研究員Jaymin Kathiriya博士和Chaoqun Wang博士發現嚴重的肺部損傷能觸發肺部干細胞進行異常分化。Kathiriya和Wang博士分別在醫學博士Hal Chapman和醫學博士Tien Peng的指導下，利用干細胞類器官模型，發現了一種可在COVID-19和特發性肺纖維化患者的嚴重損傷的肺部中觀察到的新的干細胞途徑。
COVID-19等疾病對肺部的嚴重傷害引發了異常的干細胞修復，改變了肺部的結構。因損傷而引起的異常干細胞分化能阻止正常肺部功能的恢復。
在一項新的研究中，美國加州大學舊金山分校研究員Jaymin Kathiriya博士和Chaoqun Wang博士發現嚴重的肺部損傷能觸發肺部干細胞進行異常分化。Kathiriya和Wang博士分別在醫學博士Hal Chapman和醫學博士Tien Peng的指導下，利用干細胞類器官模型，發現了一種可在COVID-19和特發性肺纖維化患者的嚴重損傷的肺部中觀察到的新的干細胞途徑。這些結果為了解嚴重受傷的肺部如何重塑和形成瘢痕組織提供了路線圖，并提供了一種通過靶向這種異常干細胞分化來逆轉重塑的潛在途徑。相關研究結果于2021年12月30日在線發表在Nature Cell Biology期刊上，論文標題為“Human alveolar type 2 epithelium transdifferentiates into metaplastic KRT5+ basal cells”。
人們以前認為，具有再生能力的肺泡常駐干細胞（alveolar type 2 cell, AEC2）在小鼠和人類中的功能是相似的。然而，在這項新的研究中，這些作者意外地發現與小鼠AEC2不同的是，人類AEC2（hAEC2）在病理性成纖維細胞的提示下有力地轉分化為功能性基底細胞，即化生基底細胞（metaplastic basal cell）。體外對hAEC2到基底細胞軌跡的單細胞分析顯示了過渡細胞類型和基底細胞亞群的存在，這些細胞先前在特發性肺纖維化（IPF）的肺部中被發現。
利用一種新的成纖維細胞/hAEC2類器官平臺，這些作者可以模擬嚴重肺泡損傷中觀察到的異常的干細胞分化。此外，他們發現hAEC2能產生致病性的過渡細胞類型和基底細胞，從而為患病人類肺部中觀察到的干細胞軌跡提供了實驗性確認。
原代成體肺間質在體外促進hAEC2向KRT5+基底細胞轉分化
Peng說，“我們首次觀察到hAEC2分化成基底細胞，這是如此引人注目以至于我們認為它是一個錯誤。但是，對這一新型軌跡的嚴格驗證為我們提供了關于肺部如何對嚴重損傷做出反應的新見解，以及逆轉肺部損傷的潛在途徑。”
hAEC2可逐漸轉分化為化生基底細胞，這一發現并非IPF所獨有。肺泡化生基底細胞在硬皮病和新冠肺炎患者的肺切片中也很常見，而且這些細胞在活躍的重塑區域與過渡細胞混雜在一起。在hAEC2衍生的類器官以及hAEC2異種移植和纖維化肺的組織學分析中普遍發現過渡細胞，這表明hAEC2是嚴重肺泡損傷疾病中化生基底細胞的主要來源。
這項研究為未來的研究工作提供了基礎，以確定可能防止或逆轉嚴重肺損傷中化生分化的治療靶標，以及肺部纖維化微環境中的其他組分，比如內皮細胞和免疫細胞，是否能夠驅動這種化生表型。