Cell：重磅！作为全球主要死亡原因的慢性阻塞性肺病竟是一种肺干细胞病(干细胞的主要功效)
慢性阻塞性肺病（COPD）是全球主要的死亡原因。在一项新的研究中，来自美国多家研究机构的研究人员在COPD患者的肺部中发现了大量异常的肺干细胞。他们利用肺干细胞的单细胞克隆技术取得了他们的发现。如今，他们正在靶向这些异常的干细胞以便开发新的疗法。
相关研究结果于2020年4月15日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“Regenerative Metaplastic Clones in COPD Lung Drive Inflammation and Fibrosis”。论文通讯作者为休斯顿大学干细胞中心主任、生物学和生物化学教授Frank McKeon以及休斯顿大学干细胞中心研究副教授Wa Xian。
图片来自Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.03.047
Xian说，“实际上我们发现，所有COPD患者中的三种变异肺干细胞导致了这种疾病的所有关键特征。其中的一种变异肺干细胞会产生大量的粘蛋白，从而阻塞小气道，而另外两种变异肺干细胞导致肺部纤维化和炎症，从而降低了肺部功能。这些患者有正常的肺干细胞，但数量不多，相比而言，这三种变异肺干细胞占主导地位，从而导致了这种疾病。”
COPD是一种以慢性支气管炎、小气道闭塞、炎症、纤维化和肺泡受到破坏为特征的进行性肺部炎症性疾病，其中肺泡是肺部中的小气囊，可交换血液中的氧气和二氧化碳分子。根据全球疾病负担研究（Global Burden of Disease Study），2016年全球有2.51亿例COPD病例。
论文共同作者、康涅狄格大学医学院肺科医生和重症监护医生Mark Metersky说，“这是一种令人沮丧的疾病。我们可以尝试和改善它的症状，但是我们没有任何东西可以治愈这种疾病和防止死亡。”Metersky在进行支气管镜检查时从肺部液体中收集了干细胞。
尽管COPD的死亡人数比地球上任何一种疾病都要多，但是关于这种疾病的根本原因，人们对它的研究和了解相对还比较少。过去十年来，Xian和McKeon开发了对肺部和气道干细胞进行克隆的技术，并从那时起就一直开展这方面的研究，在此过程中注意到气道的不同部位会产生不同的干细胞，这些干细胞之间存在关联，但又是可以区分开来的。
McKeon说，“这是非常值得注意的。在肺部深处，远端气道干细胞产生远端管和肺泡，研究表明它们才是让肺部能够自我再生的干细胞。”Xian和McKeon在2011年对从H1N1流感病毒感染中恢复过来的受试者的研究中发现了肺部再生，其中这种流感病毒与导致1918年流感大流行的病毒几乎相同。
Xian和McKeon发现与正常肺部不同的是，COPD患者的肺部（下称COPD肺部）被三种不寻常的变异肺干细胞占据，这些变异肺干细胞导致已知存在于COPD肺部的化生性病变（metaplastic lesion），但是它们被许多人认为是COPD的次要影响，与COPD的病理没有因果关系。
在论文共同第一作者、休斯顿大学干细胞中心博士后研究员Wei Rao将每种变异肺干细胞克隆移植到免疫缺陷受试者体内后，他们发现它们不仅产生明显的COPD化生性病变，而且它们还分别引发了COPD的三重病变，即粘液分泌过多、纤维化和慢性炎症。
McKeon说，“COPD中长期以来被忽视的化生性病变实际上是导致这种疾病的原因，而不是这种疾病的次要后果。”
鉴于这些研究人员知道了导致炎症、纤维化和小气道阻塞的细胞身份，他们正在努力筛选一系列靶向它们的药物样分子，以便发现新的药物。
Xian说，“鉴于我们如今知道了导致COPD病变的特定细胞，我们可以像治疗癌症一样，利用特异性的药物靶向它们，选择性地杀死它们，从而让正常的干细胞再生正常的肺部组织。”
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
