肺部血管上皮细胞作用大不同!美研究揭两亚族群内的基因表现随病程改变

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美国伊利诺大学(University of Illinois)芝加哥分校的研究团队分析了小鼠肺部内的 3 万 5000 多个血管细胞基因,并将其进行分类,发现两种亚型细胞族群,分别为免疫内皮细胞(immune endothelial cells, immuneECs)其表现较多与发炎、免疫反应调控相关的基因;另一种为发育内皮细胞(development endothelial cells, devECs),表现基因多与生长有关,如细胞再生与增殖等。

此研究成果透过调节两细胞族群的基因表现平衡有望为将来的肺炎疗法提供更好的治疗策略,文献已于日前刊登于《JCI Insight》期刊中。

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血管上皮细胞可依基因表现分两大亚型族群

肺部组织于萤光显微镜下的影像,绿色萤光部分为肺部血管上皮细胞,红色萤光则为其他肺部细胞(图片来源:Jalees Rehamn)

伊利诺大学药理学与再生医疗系的 Jaless Rehman 教授说道:“在实验中,我们观察到肺部的血管细胞似乎会根据不同功能进行分组;当体内有感染或其他压力时,分两组的情形更加明显。”于是 Rehman 教授带领其研究团队,萃取小鼠肺部组织,再将上千个血管上皮细胞内具萤光表现的蛋白进行 RNA 定序,以辨别不同种类的上皮细胞。团队成功找出两种主要的上皮细胞型态,分别为 immuneECs 和 devECs。在分析健康与感染流感病毒小鼠的肺部后也发现,这两种亚型细胞内基因的表现会随细胞感染与损伤而进一步分化。

血管上皮细胞可根据功能与基因表现分为 immuneEC 与 devEC。(图片来源:JCI Insight)

两族群细胞内基因表现随病情严重程度而不同

Rehman 教授指出:“我们发现部分肺部血管内皮细胞有高度发炎反应,另一部分则保留了再生的能力,准备开始增殖以修复在感染其间受损的血管。”

随着细胞的病程恶化或损伤扩大,immuneECs 细胞内的免疫反应基因表现增加,如主要组织相容性复合基因(major histocompatibility complex genes),可呈现抗原给 T 细胞以进行免疫毒杀作用;而当肺部进行健康恢复时,devECs 则会表现较多的修复基因,如助血管生长与再生的 Sox17。

在了解此亚型族群的免疫与修复平衡后,研究团队认为此分工作用可用于肺部血管相关疾病的疗法研发,如急性呼吸窘迫症候群(acute respiratory distress syndrome)。一旦免疫反应表现过度,就可采取抑制 immuneEC 的免疫活性,并增强 devEC 的再生功能,透过改善两族群的平衡可帮助病情舒缓。

另外,Rehman 教授也指出由于肺部不同于心脏和其他内部器官可免于外界病原菌的直接侵害,需透过免疫与再生双管齐下的作用,才能保护肺部的健康。

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参考资料:
1. https://today.uic.edu/a-dynamic-duo-of-cells-identified-in-lung-blood-vessels
2. ​​https://insight.jci.org/articles/view/158079

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