人体呼吸道是一种分支管系统，它将鼻子和嘴巴与肺部连接起来，使我们能够吸入空气，提取重要的氧气，并呼出废物产生的二氧化碳。

一层上皮细胞有助于保护呼吸道免受我们呼吸的空气中的有害物质的伤害。然而，构成第一道防线的细胞容易受到损伤，并且在受伤后依靠局部干细胞来修复和更新屏障。

爱荷华大学的研究人员在老鼠身上发现了新的干细胞群，这些干细胞似乎对严重损伤后的气道再生非常重要。被发现称为腺体肌上皮细胞(MECs)的细胞具有惊人的灵活性。

该研究于4月12日发表在Cell Stem Cell杂志中，发现MECs能够在其局部环境中发育成新的替代细胞，称为粘膜下腺。更令人惊讶的是，MECs也被证明是气道衬里的“储备”干细胞，当气道表面遭受严重损害时，它会发挥作用，并在那里发展成替代细胞。

“我们证明了MEC可以自我更新并在气道中分化成七种不同的细胞类型，”研究共同第一作者Preston Anderson说，他是UI Engelhardt实验室的UI本科生，UI教授兼解剖学和细胞系主任生物学。“肺部没有其他细胞类型具有这么多的干细胞可塑性。”

由于人类在整个气道中都有粘膜下腺，因此MEC的这种特殊生态位可能在肺再生和疾病中发挥重要作用。

信号控制干细胞再生

该团队进一步研究了控制MECs再生能力的信号机制。研究人员发现Lef-1的上调增强了MECs迁移，增殖和分化的能力，专注于他们之前已证明在腺体发育中具有重要作用的转录因子蛋白Lef-1。此外，即使在没有气道损伤的情况下，MEC中Lef-1的过表达也足以激活细胞的再生反应。

这一发现表明，操纵MEC中的Lef-1信号传导可能对开发治疗气道疾病的实用再生医学方法具有重大意义，例如哮喘，慢性阻塞性肺病(COPD)和囊性纤维化。

“我们已经确定了一个潜在的重要干细胞靶标，并确定了一个参与干细胞再生的中心机制，”该研究的UI博士后研究员兼共同第一作者Thomas Lynch博士说。“我们希望这一新知识能够加速再生药物的开发，例如基因疗法和肺病药物。”

除Anderson，Lynch和Engelhardt外，研究团队还包括UI Carver医学院和UI公共卫生学院以及印第安纳大学和马萨诸塞州综合医院的同事。