猪肺脏气道上皮干细胞的研究

肺脏是机体与外界进行气体交换的唯一组织器官，而肺脏干细胞，尤其是肺脏上皮干细胞在维护肺脏正常的功能、肺脏的损伤修复和肺脏疾病的发生中起着关键作用。由于猪的肺脏无论在解剖结构，生理特征以及细胞生物学特性等方面都与人类肺脏极为相似，所以本项目拟以猪肺脏为模型，分离鉴定猪气道上皮干细胞/先祖细胞(Airway epithelial stem/progenitor cell, EpiSPC)的细胞亚群；研究EpiSPC的体内外分化增殖和自身复制等干细胞生物学特征；揭示猪EpiSPC在气道中的干细胞巢(stem cell niche)；分析猪EpiSPC亚群的基因表达谱及蛋白质组学信息。从而为成体肺脏干细胞，尤其人类肺脏干细胞的分离鉴定、生物学特性及其在维持肺脏动态平衡（homeostasis）和肺脏疾病（包括肺癌）发生中的机制研究提供理论依据与实验方法。

肺脏上皮干细胞在维护肺脏正常的功能与稳态、肺脏的损伤修复和肺脏疾病的发生中起着关键作用。猪作为异种器官移植的最佳供体动物，其肺脏无论在解剖结构，生理特征以及细胞生物学特性等方面都与人类肺脏极为相似，所以本项目以猪肺脏为模型，对猪肺脏气道上皮细胞形态组成学、猪肺脏上皮干细胞标志分子的筛选与鉴定、猪气道上皮干细胞微环境(巢穴)、肺脏上皮细胞在抗感染(结核杆菌)中的免疫作用机理进行了初步探讨。结果揭示猪的肺脏上皮在细胞形态组成学上与人类的肺脏非常接近；通过对常用上皮细胞干细胞表面标志的筛选鉴定确定了CD117和CD49f为猪和人肺脏上皮干细胞的共同表面抗原，可用于肺脏上皮干细胞的分离鉴定；体内核酸标记物BrdU 标记滞留细胞研究发现，气道基底细胞和气道粘膜下腺的分泌细胞的某一亚群为主要的气道上皮干细胞，其中这些干细胞类群主要聚集在远端气管基底层；进一步研究肺脏上皮细胞在抗结核杆菌感染过程中的免疫调节作用中发现，Wnt信号和microRNA都可以调控肺脏上皮细胞的免疫学反应，提示肺脏上皮细胞同时具备免疫细胞的功能特征，值得进一步深入研究。项目完成的研究结果，为进一步研究人和猪成体肺脏上皮干细胞生物学特征，以及肺脏上皮细胞在抗感染免疫和肺脏免疫相关疾病机理的研究奠定了基础。