加州大学洛杉矶分校的伊莱和艾迪德大学再生医学与干细胞研究中心的研究人员已经确定了肺气道中的干细胞在两个不同阶段之间切换的过程-创造更多自身并产生成熟的气道细胞-受伤后再生肺组织。

这项发表在《细胞干细胞》上的研究还阐明了衰老如何导致肺再生异常，从而导致肺癌和其他疾病。

加州大学洛杉矶分校儿童发现与创新研究所儿科血液肿瘤学教授兼研究副主席布里吉特·冈伯特斯博士(Brigitte Gomperts博士)说：“目前，针对肺部疾病生物学的疗法很少。”该论文的资深作者。这些发现将为我们努力开发靶向治疗以改善气道健康提供信息。”

呼吸道将空气从鼻子和嘴巴吸入到肺部，是人体抵抗可能导致疾病的空气传播微粒(例如细菌和污染)的第一道防线。

两种气道细胞在此过程中起着至关重要的作用：分泌粘液以捕获有害颗粒的粘液细胞和纤毛细胞，纤毛细胞使用其手指状的突起物将被粘液吞噬的颗粒清扫到喉咙的后方，可以将它们清除出肺部。

人们每天呼吸的传染性或有毒颗粒会伤害气道，发生这种情况时，气道基底干细胞会自我更新并产生粘在气道上的粘液和纤毛细胞，从而激活并修复气道。损伤。

为了保持每种细胞类型的正确平衡，气道基底干细胞必须从增殖阶段过渡到分化阶段，在增殖阶段产生更多的自身，而分化阶段则产生成熟的气道细胞。

Gomperts说：“这些干细胞必须保持真正微妙的平衡。”他也是UCLA Jonsson综合癌症中心的癌症和干细胞生物学计划的联合主任。“他们必须产生适量的粘液和纤毛细胞，才能将有害颗粒排除在肺部，但它们还必须自我复制，以确保有足够的干细胞对下一次伤害做出反应。”

在这项新研究中，研究人员检查了患有肺损伤的小鼠，分析了在利基中发现的不同类型的细胞是如何协同工作的，这些利基是围绕气道基础干细胞的支持环境。

他们发现，一组称为Wnt /β-catenin信号通路的分子会激活，以刺激气道基底干细胞对损伤作出反应。研究人员惊讶地发现这组分子起源于一种细胞类型来启动增殖，而另一种细胞类型来启动分化。

在修复的增殖阶段，称为成纤维细胞的结缔组织细胞分泌Wnt分子，该信号向干细胞发出信号，表明该自我更新了。在修复的分化阶段，Wnt分子由上皮细胞分泌，该上皮细胞构成组织和器官的衬里，向干细胞发出信号，表明该是生产成熟气道细胞的时候了。

了解健康肺中再生的发生方式是了解在流程出错时如何发生疾病的关键的第一步。为了深入了解这一过程以及激活该过程的细胞可能在疾病中发挥的作用，科学家们研究了其在老年小鼠中的活性。

“我们惊讶地发现，在衰老的气道中，即使没有损伤，Wnt /β-catenin信号通路在干细胞中也有活性，而年轻的气道只有在必要时才被激活。”该论文的第一作者Aros是UCLA的医学生，最近完成了他的博士研究。“当这种途径活跃时，它将刺激干细胞产生更多的自身和更多的气道细胞-即使不需要它们。”

Gomperts实验室的先前研究已经建立了更活跃的Wnt /β-catenin途径与肺癌之间的联系。

Gomperts说：“细胞分裂越多，校对错误或突变就越可能发生并导致癌症。”

新论文在这项工作的基础上，不仅确定了问题所在，而且准确地确定了健康人在衰老过程中何时出错。

阿罗斯说：“这些发现使我们了解了哪些细胞类型是重要的，哪种途径是重要的，以及何时我们可能想考虑干预治疗以防止癌症的形成。”