Cell：重磅！作為全球主要死亡原因的慢性阻塞性肺病竟是一種肺干細胞病(干細胞的主要功效)
慢性阻塞性肺病（COPD）是全球主要的死亡原因。在一項新的研究中，來自美國多家研究機構的研究人員在COPD患者的肺部中發現了大量異常的肺干細胞。他們利用肺干細胞的單細胞克隆技術取得了他們的發現。如今，他們正在靶向這些異常的干細胞以便開發新的療法。
相關研究結果于2020年4月15日在線發表在Cell期刊上，論文標題為“Regenerative Metaplastic Clones in COPD Lung Drive Inflammation and Fibrosis”。論文通訊作者為休斯頓大學干細胞中心主任、生物學和生物化學教授Frank McKeon以及休斯頓大學干細胞中心研究副教授Wa Xian。
圖片來自Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.03.047
Xian說，“實際上我們發現，所有COPD患者中的三種變異肺干細胞導致了這種疾病的所有關鍵特征。其中的一種變異肺干細胞會產生大量的粘蛋白，從而阻塞小氣道，而另外兩種變異肺干細胞導致肺部纖維化和炎癥，從而降低了肺部功能。這些患者有正常的肺干細胞，但數量不多，相比而言，這三種變異肺干細胞占主導地位，從而導致了這種疾病。”
COPD是一種以慢性支氣管炎、小氣道閉塞、炎癥、纖維化和肺泡受到破壞為特征的進行性肺部炎癥性疾病，其中肺泡是肺部中的小氣囊，可交換血液中的氧氣和二氧化碳分子。根據全球疾病負擔研究（Global Burden of Disease Study），2016年全球有2.51億例COPD病例。
論文共同作者、康涅狄格大學醫學院肺科醫生和重癥監護醫生Mark Metersky說，“這是一種令人沮喪的疾病。我們可以嘗試和改善它的癥狀，但是我們沒有任何東西可以治愈這種疾病和防止死亡。”Metersky在進行支氣管鏡檢查時從肺部液體中收集了干細胞。
盡管COPD的死亡人數比地球上任何一種疾病都要多，但是關于這種疾病的根本原因，人們對它的研究和了解相對還比較少。過去十年來，Xian和McKeon開發了對肺部和氣道干細胞進行克隆的技術，并從那時起就一直開展這方面的研究，在此過程中注意到氣道的不同部位會產生不同的干細胞，這些干細胞之間存在關聯，但又是可以區分開來的。
McKeon說，“這是非常值得注意的。在肺部深處，遠端氣道干細胞產生遠端管和肺泡，研究表明它們才是讓肺部能夠自我再生的干細胞。”Xian和McKeon在2011年對從H1N1流感病毒感染中恢復過來的受試者的研究中發現了肺部再生，其中這種流感病毒與導致1918年流感大流行的病毒幾乎相同。
Xian和McKeon發現與正常肺部不同的是，COPD患者的肺部（下稱COPD肺部）被三種不尋常的變異肺干細胞占據，這些變異肺干細胞導致已知存在于COPD肺部的化生性病變（metaplastic lesion），但是它們被許多人認為是COPD的次要影響，與COPD的病理沒有因果關系。
在論文共同第一作者、休斯頓大學干細胞中心博士后研究員Wei Rao將每種變異肺干細胞克隆移植到免疫缺陷受試者體內后，他們發現它們不僅產生明顯的COPD化生性病變，而且它們還分別引發了COPD的三重病變，即粘液分泌過多、纖維化和慢性炎癥。
McKeon說，“COPD中長期以來被忽視的化生性病變實際上是導致這種疾病的原因，而不是這種疾病的次要后果。”
鑒于這些研究人員知道了導致炎癥、纖維化和小氣道阻塞的細胞身份，他們正在努力篩選一系列靶向它們的藥物樣分子，以便發現新的藥物。
Xian說，“鑒于我們如今知道了導致COPD病變的特定細胞，我們可以像治療癌癥一樣，利用特異性的藥物靶向它們，選擇性地殺死它們，從而讓正常的干細胞再生正常的肺部組織。”
1.Wei Rao et al. Regenerative Metaplastic Clones in COPD Lung Drive Inflammation and Fibrosis. Cell, 2020, Published online: 15 April 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.03.047.
2.COPD as a lung stem cell disease: Single cell cloning tells the story of abnormal cells
