人iPSC来源肺类器官模型的建立与应用2026-05-13 09:22:26
本研究成功建立了基于人iPSC的肺类器官模型，通过梯度浓度环磷酰胺处理筛选出最佳造模浓度，构建稳定的环磷酰胺诱导肺损伤模型。通过系统检测肺损伤标志物、炎症因子及纤维化相关指标，证实该模型能有效模拟环磷酰胺所致肺毒性特征。本研究为环磷酰胺相关肺损伤机制研究及药物安全性评价提供了可靠的体外实验平台。本研究具体诱导流程及不同阶段所需细胞因子所示。诱导前，首先获取状态稳定、未分化的人iPSC。d0－4，在低吸附培养板中加入高浓度ActivinA，诱导iPSC向定型内胚层分化；d5－6，通过抑制TGF-β、BMP和WNT信号通路，以2D培养方式促使细胞向前肠内胚层分化；d7－8，更换为分支培养基，并通过轻柔移液操作获取悬浮细胞团块，称为肺芽类器官；至d20，将肺芽类器官包埋于基质胶中，进一步诱导形成具有分支结构的成熟肺类器官。各诱导阶段细胞及类器官的典型形态特征所示：iPSC呈规则卵圆形，保持未分化状态；定型内胚层阶段细胞形成悬浮聚集体，于低吸附板中生长；前肠内胚层阶段呈现类“岛屿“状平面结构；肺芽类器官表现为具有明显的折叠结构的悬浮团块，经基质胶包埋培养后，最终形成具有明显分支结构的成熟肺类器官。
随后，本研究对诱导过程中各阶段的细胞及类器官进行了系统鉴定。通过qRT-PCR检测各阶段标志基因的mRNA表达水平。定型内胚层阶段的标志基因FOXA2和SOX17表达量均显著上升，而此时维持干细胞多能性基因POUSF1则显著下调，表明，iPSC已成功向定型内胚层分化；d20时，肺芽类器官中TTF1的表达量明显上调，证明此时肺芽类器官具有向肺近端和肺远端发育的潜能；至d45，成熟肺类器官中肺泡标志物SFTPB及气道标志物MUC5AC均显著上升，表明，此时类器官已能够同时表达肺泡及气道相关分子。
出自《人源肺类器官模型在评估环磷酰胺肺毒性及其潜在机制中的应用》作者王一迪，李晓彤，朱恒。
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