分子分析确定囊性纤维化患者肺部的关键差异

来自加州大学洛杉矶分校、西达斯-西奈医学院和囊胞性纤维症基金会的研究人员开发了健康肺和囊胞性纤维症患者肺中的细胞分子目录，这是首例。

目录，今天在期刊中描述自然医学的新亚型细胞并说明了疾病如何改变气道的细胞妆容。调查结果可以帮助科学家寻找特定的细胞类型，这些细胞类型代表遗传和遗传的主要目标细胞疗法为囊性纤维化．

“这项新的研究为我们提供了有价值的见解，对健康和患病航空公司的蜂窝化妆有着宝贵的见解，”该研究的共同高级教育员Brigitte Gomperts博士和Eli和Edy的再生医学中心和UCLA的干细胞研究。“如果您能够了解如何在健康状况工作，更容易看出疾病状态发生的细胞和分子变化。”

渐进的遗传症，影响全世界超过70,000人，囊性纤维化导致CFTR基因突变。含有由该基因编码的缺陷蛋白的细胞会产生异常粘稠的粘液，在肺部和其他器官中积聚。这种粘液堵塞气道，困住细菌和细菌，导致致命的感染和不可逆的肺损伤。

虽然有几种新疗法可以部分恢复这些受损蛋白的功能，缓解疾病症状，减缓病情发展，提高生活质量，但这些疗法只对那些有可能导致囊性纤维化的许多CFTR突变中的一些人有效。

“我们在治疗囊性纤维化的潜在原因方面取得了巨大进展，但很多人不能从这些药物中受益，”该论文的高级合著者、囊性纤维化基金会治疗实验室干细胞生物学团队的负责人约翰(Jed)马奥尼(John (Jed) Mahoney)说。“这项研究为这种疾病如何改变气道的细胞构成提供了关键的见解，这将使科学家能够更好地针对所有囊性纤维化患者的下一代革命性疗法。”

该研究团队是通过囊性纤维化基金会(Cystic Fibrosis Foundation)的上皮干细胞联盟(Epithelial Stem Cell Consortium)组建的，该联盟汇集了来自美国各地的科学家，他们正在努力识别肺部不同类型的干细胞，并研究它们的功能。由于这些细胞可以自我更新，并不断产生维持、修复和再生气道的特殊细胞，旨在纠正干细胞中CFTR突变的治疗最有希望获得一次性、普遍的疾病治疗。

“这本目录代表了旨在识别那些在一个人的一生中再生气道的那些稀有干细胞的重要一步，”Gomperts，他也是大都会大卫·格芬医学院的儿科和肺部医学教授。bob电竞“我们怀疑这些细胞可以是未来疗法的目标，这可能为导致这种疾病的突变提供长期校正。”

“非混合”奶昔:目录是如何创建的

对于研究，巨手，Mahoney及其联合高级作者，比较了Cedars-Sinai和UCLA的Kathrin Plath的Barry Stripp，比较了组织样本摘自19名囊性纤维化患者的肺，这些患者都接受过肺移植，样本取自19名因其他原因死亡的人捐献的健康肺。

三个机构的研究人员使用类似但不同的方法来破坏这些组织，并使用称为单细胞RNA测序的技术来检查它们，这使得它们串联分析数千个细胞，并根据其基因表达模式分析它们进入亚型 -这是，哪个基因被打开和关闭。

普拉斯是加州大学洛杉矶分校布罗德干细胞研究中心(UCLA Broad Stem Cell Research Center)的生物化学教授，他说:“这一过程类似于把一杯奶昔‘剔除’，然后发现它包含的所有成分，并测量每种成分的用量。”

利用一种新的计算机生物信息学方法来比较不同细胞的基因表达模式，该团队能够创建一个健康气道和受囊性纤维化影响的气道的细胞类型和亚型的目录，包括一些以前未知的亚型，阐明了疾病如何改变气道的细胞景观。

“我们惊讶地发现，囊性纤维化的人的气道在基础细胞的类型和比例中显示出差异，该细胞类别包括负责修复和再生鞋面的干细胞的细胞类别呼吸道斯特里普说。斯特里普是医学教授，也是该研究所的主任肺西达斯-西奈理事会再生医学研究所的干细胞项目。

具体来说，研究人员发现，在基础细胞群中，有相对过剩的细胞似乎正在从基础干细胞过渡到特化纤毛细胞，这些纤毛细胞利用它们的手指状突起清除肺部的粘液。

斯特里普说:“我们怀疑，基底细胞为了补充纤毛细胞而发生的改变，说明清除囊性纤维化患者呼吸道中典型的黏液的尝试失败了。”

转换细胞的增加提供了进一步的证据表明突变的CFTR基因的表达破坏了气道正常功能，导致基底干细胞产生专用细胞的方式变化。

下一步，研究人员将继续研究新的数据，以深入了解囊性纤维化如何改变气道的细胞景观，包括为什么这种不成功的转变发生，并确定长寿的基础干细胞，这是CFTR基因纠正的理想目标。