使用大鼠干细胞促进小鼠体内嵌合肺的产生
慢性阻塞性肺疾病(COPD)是全球第三大死因。它的特点是肺部损伤是持久且无法治愈的，因此肺移植成为唯一可行的治疗选择。不幸的是，找到合适的肺捐献者很困难。为了弥补供体短缺的问题，再生医学正在利用种间动物模型利用多能干细胞(PSC)开发肺部方面取得长足进步。
通过一种称为囊胚互补的生物技术，可以将一个物种的 PSC 和胚胎干细胞 (ESC) 注射到不同器官缺陷物种的囊胚中，从而产生种间嵌合动物。这项技术使大鼠-小鼠嵌合体的胰腺、心脏和肾脏成功再生。然而，功能性肺的形成仍未成功，需要进一步研究产生 PSC 衍生器官所需的可行条件。
现在，奈良科学技术研究所(NAIST)的科学家们使用反向囊胚互补(rBC)方法来了解在大鼠-小鼠嵌合模型中形成肺所需的条件。此外，他们使用基于四倍体的器官互补(TOC)方法在小鼠模型中成功创建了大鼠来源的肺。这项研究发表在《发展》杂志上，由 NAIST 的 Shunsuke Yuri 和 Ayako Isotani 领导。
成纤维细胞生长因子 10 (Fgf10) 及其与肺部 Fgf 受体 2 同工型 IIIb (Fgfr2b) 的相互作用对于肺部发育至关重要。在这项研究中，rBC 方法涉及将无法显示肺形成的突变 ESC 注射到野生型 (WT) 胚胎中。该方法可以有效检测受体组织中的突变 PSC，有助于确定器官缺陷动物成功形成肺所需的条件。
研究小组还发现，WT ESC 在嵌合体中的靶器官和非靶器官中提供一致的贡献。这有助于确定需要一定数量的 WT 或正常细胞来克服 Fgf10 缺陷或 Fgfr2b 缺陷动物的肺部发育障碍。
有了这些知识，他们利用 TOC 方法成功地在 Fgfr2b 缺陷的小鼠胚胎中产生了大鼠来源的肺，而无需产生突变小鼠系。“有趣的是，我们发现大鼠上皮细胞在种间模型中保留了固有的物种特异性时间，导致肺部发育不全，”尤里指出。因此，这些肺部在出生后仍然没有功能。
这项研究的结果清楚地确定了在大鼠-小鼠种间嵌合体中成功产生功能性肺所需的因素和需要克服的障碍。谈到这些发现的意义，尤里总结道：“我们相信，我们的研究提出了一种更快、更有效的探索囊胚互补的方法，对文献做出了重要贡献。这些新的结果可以显着推进开发用于移植的体内嵌合肺的进展，这可能会改变再生医学的实际应用。”
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