“Mini-Lungs”成长为援助囊性纤维化的研究

研究是许多研究之一,使用干细胞——身体的主细胞生长瀑样,3 d的细胞,模拟体内特定器官的行为和功能。其他最近的例子mini-brains研究阿尔茨海默氏症和“mini-livers”模型肝脏疾病。科学家使用技术模型疾病如何发生和潜在的药物筛选;他们的另一种选择是使用动物研究。

囊性纤维化是一种单基因疾病——换句话说,它是由单个基因突变的病人,虽然在某些情况下,突变可能在不同的病人负责。囊性纤维化的主要特性之一是肺部和增厚粘液变得不知所措。导致呼吸困难和增加呼吸道感染的发病率。尽管病人比平均寿命较短,治疗的进步意味着前景近年来显著提高。

Wellcome trust医疗研究委员会的研究人员剑桥大学干细胞研究所使用患者的皮肤细胞最常见的囊性纤维化引起的称为delta-F508 CFTR突变的检测基因突变。大约四分之三的囊性纤维化患者在英国有一个特定的突变。然后他们重组皮肤细胞诱导多能性状态,状态的细胞可以发育成任何类型的细胞体内。

使用这些细胞,称为诱导多能干细胞,或“诱导多能性”细胞,研究人员能够重现胚胎肺发展在实验室通过激活一个称为原肠胚形成过程,在细胞形成不同的层包括内胚层然后前肠、肺的“生长”,然后将这些细胞进一步发展成远端气道组织。远端气道是肺负责气体交换的一部分,常常涉及疾病,如囊性纤维化、肺某些形式的癌症和肺气肿。

这项研究的结果发表在《干细胞与发展。

“从某种意义上说,我们已经创建了“mini-lungs”,“尼克·汉纳博士解释说,他领导了这一研究。”,他们只代表了远端肺组织的一部分,他们从人类细胞生长,因此可以比使用传统的动物模型更可靠,如老鼠。我们可以使用它们来了解更多关于关键方面严重的疾病——在我们的例子中,囊性纤维化。”

CFTR基因突变delta-F508导致检测蛋白质中发现远端气道组织折叠和故障,这意味着它是不适当的表达在细胞表面,其目的是促进氯离子进出细胞的运动。这反过来又降低了水肺的内部的运动;因此,粘液变得特别厚,容易细菌感染,随着时间的推移会导致疤痕——的纤维化疾病的名称。

使用荧光染料敏感氯的存在,研究人员能够看到“mini-lungs”是否正常。如果他们,他们将允许通过氯,因此荧光的变化;故障致使囊性纤维化患者感染细胞不会允许这样的通道和荧光不会改变。这种技术允许研究人员表明,“mini-lungs”在原则上可以用来测试潜在的新药:当一个小分子目前临床试验的主题添加到囊性纤维化迷你肺,荧光的变化,表明细胞现在功能相比,相同的细胞与小分子不治疗。

“我们有信心可以扩大这一过程使我们屏幕上成千上万的化合物和发展mini-lungs与其他疾病,如肺癌和特发性肺纤维化、“汉纳博士补充道。“这是更实用,应该提供更可靠的数据和道德也比使用大量的这类研究老鼠。”

研究主要是由欧洲研究委员会资助,美国国家卫生研究所剑桥生物医学研究中心和伊芙琳的信任。