胎兒肺部發(fā)育不全是一類常見的先天性疾病，其特征是肺部生長缺陷和成熟度下降?；加蟹伟l(fā)育不全的嬰兒中最常見的缺陷是先天性疝氣（CDH）。盡管近年來研究和臨床實(shí)踐取得了長足的進(jìn)展，但嬰兒的發(fā)病率和死亡率仍然很高，這與肺部發(fā)育不全的嚴(yán)重程度直接相關(guān)。迄今為止，還沒有有效的方法可以促進(jìn)胎兒肺的生長和成熟。

（圖片來源：www.sciencemag.com）

在最近一項(xiàng)研究中，來自多倫多兒童醫(yī)院的Augusto Zani團(tuán)隊(duì)以小鼠的實(shí)驗(yàn)對象，描述了一種基于干細(xì)胞的治療方法，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在最近的《Science Translational Medicine》雜志上。

在該研究中，作者首先建立了大鼠的胎兒肺臟發(fā)育不全模型，即在懷孕第9.5天給予孕鼠硝基苯酚處理，該藥物主要針對視黃酸合成。在該模型中，整個(gè)窩的肺部發(fā)育不全程度與人類胎兒類似。與未受傷胎兒的肺部相比，硝基苯酚暴露在子宮內(nèi)會導(dǎo)致胎兒細(xì)支氣管分裂和空泡域減少。在此基礎(chǔ)上，作者將大鼠羊水干細(xì)胞外周囊泡——AFSC-EV（平均大小為140±5 nm）處理分離自受損傷孕鼠假腺期（E14.5）收獲的增生性肺外植體，表明其可改善分支形態(tài)發(fā)生。與未經(jīng)處理的發(fā)育不良的肺外植體相比，經(jīng)AFSC-EV處理的肺外植體的芽數(shù)和表面積增加，與健康組對照相似。

除胎兒肺生長受損外，肺發(fā)育不全的特征還在于其成熟度受影響，這是子宮暴露于硝基苯酚中的另一特征，表現(xiàn)為發(fā)育不良的肺部細(xì)胞增殖減少，上皮細(xì)胞分化延遲，遠(yuǎn)端遠(yuǎn)端祖細(xì)胞密度增加和表面活性劑蛋白C（SPC）表達(dá)降低。 AFSC-EV給藥可挽救細(xì)胞增殖并改善上皮細(xì)胞分化，表現(xiàn)為降低SOX9 +細(xì)胞密度和增加SPC表達(dá)。

（圖1，rAFSC-EV促進(jìn)肺增長，分支形態(tài)發(fā)生以及成熟）

AFSC-EV對硝基苯酚損傷的發(fā)育不良的肺和呼吸道上皮細(xì)胞的影響與囊泡內(nèi)容物的轉(zhuǎn)移有關(guān)。為了研究其內(nèi)容物，作者對AFSC-EV內(nèi)部的蛋白質(zhì)和RNA進(jìn)行了差異分析。蛋白質(zhì)組學(xué)分析鑒定了222種差異表達(dá)的蛋白質(zhì)，其中沒有一種具有與胎兒肺發(fā)育直接相關(guān)的功能。 相反地，AFSC-EVs包含與EV形成（HSPa和CD63），miRNA穩(wěn)定化（膜聯(lián)蛋白和Hnrnps）以及EV結(jié)構(gòu)和功能等有關(guān)的蛋白。

（圖2，rAFSC-EV維持體內(nèi)穩(wěn)態(tài)并刺激發(fā)育不良胎兒肺上皮分化）

為了測試AFSC-EV在體內(nèi)的作用，作者建立了繼發(fā)性胎兔肺發(fā)育不全的手術(shù)模型，該模型方便研究者們進(jìn)行局部治療。 為防止AFSC-EV流出，作者對兔胎兒進(jìn)行了氣管閉塞手術(shù)，這是目前針對某些CDH人類胎兒進(jìn)行臨床試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)程序。AFSC-EV給藥可通過增加肺泡數(shù)量，減少肺泡壁厚度并促進(jìn)肺泡脂肪成纖維細(xì)胞成熟來改善肺泡化。 此外，只有經(jīng)AFSC-EV處理的肺部的骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP）信號（BMP2，BMP4和Id1）改善，這些對肺泡成熟很重要。

綜上，作者通過收集羊水干細(xì)胞（AFSC）的細(xì)胞外囊泡（EV），以及使用多種肺發(fā)育不全的胎兒嚙齒動物模型（包括體外原代上皮細(xì)胞，類器官，以及體內(nèi)模型），證明了AFSC-EV給藥可促進(jìn)分支形態(tài)發(fā)生和肺泡形成，恢復(fù)組織穩(wěn)態(tài)，并刺激上皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞分化。研究結(jié)果表明，AFSC-EV具有不發(fā)達(dá)的胎兒肺部的再生能力，在肺發(fā)育不全的患者中也應(yīng)該具有相應(yīng)的治療應(yīng)用的潛力。（生物谷 世聯(lián)博研Bioexcellence）

小編推薦會議  2021（第十二屆）細(xì)胞治療線上國際研討會

http://meeting.世聯(lián)博研Bioexcellence/2021cell-therapies