过早衰老或过度工作的干细胞是慢性肺病的重要因素吗?刚刚发表在《干细胞转化医学》(SCTM)上的一项研究结果表明，情况可能如此。
该研究确定气道上皮组织的反复损伤会导致位于那里的干细胞的“生物老化”。“气管支气管干细胞(TSCs)的过早衰老反过来可能会导致慢性肺部疾病，”俄亥俄州哥伦布市全国儿童医院的苏珊·d·雷诺兹博士解释说，她是这项新研究的联合首席研究员，她与安舒茨医学院科罗拉多大学医学院的Moumita Ghosh博士一起进行了这项研究。
上皮组织遍布全身。它们的功能包括保护、分泌、吸收、排泄、过滤、扩散和感觉接收。先前的研究表明，上皮细胞自我更新和分化的能力随着时间的推移而下降，这些变化降低了再生能力。这种功能的丧失可能导致组织特异性干细胞及其组织在生物学上比其实际年龄更老。(实足年龄是指出生后的年数，而生理年龄则是指影响功能的外部因素。)
先前的研究还表明，在至少两种慢性肺部疾病，特发性肺纤维化(IPF)和慢性阻塞性肺疾病(COPD)中，肺细胞的生物学年龄大于其实足年龄。“这些工作将加速衰老确定为一种新的肺部疾病过程;然而，利用这些信息开发新的治疗方法来治疗患者需要更好地了解时间老化和增加生物年龄的因素，”雷诺兹博士说。这是这项最新研究的目标。
生物老化与端粒缩短有关。位于染色体末端的端粒可以防止DNA复制过程中遗传信息的丢失。它们在细胞分裂时缩短，以响应正常的细胞周转或损伤引起的细胞死亡。
在早期的一项研究中。雷诺兹、高希和他们的团队对TSC在个体一生中保持其功能的观点提出了质疑。相反，他们认为，TSCs的反复增殖导致它们在生物学上老化并失去功能——这一理论得到了他们研究结果的支持。
在将小鼠暴露于萘(一种常见于樟脑丸和制造业的芳香烃)之后，他们使用染色质标记和流式细胞术来确定这种损伤已经激活了TSC的一个亚群，在上皮修复后，TSC继续增殖。第二次萘暴露加速了TSC的增殖。
当研究人员研究为什么会发生这种情况时，他们发现一组新的TSCs被激活，并负责上皮细胞的再生。因此，他们得出结论，部分激活的TSC库保留了剩余TSC的有丝分裂潜力。
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他们对小鼠TSC的分析也表明，大多数激活的TSC(96%)不会自我更新，而是产生单位电位基底细胞——最终的TSC后代——因此，从TSC库中丢失。
总之，Ghosh博士指出，“这些小鼠研究表明，损伤导致TSC池的选择性激活，激活的TSC易于进一步增殖。它还表明，TSCs的激活状态会导致终末分化。”
接下来，研究小组分析了人类TSCs的端粒长度，使用的是由端粒突变引起的罕见早衰疾病——先天性角化不良症(DC)患者捐赠的支气管和鼻细胞。作为对照，他们还研究了没有这种疾病的健康人捐献的tsc。
就像在老鼠身上一样，在人类身上的反复增殖似乎也导致了终末的TSC分化和TSC库的耗尽。雷诺兹博士补充说:“与非DC对照相比，DC患者的TSC频率显著降低，DC患者未检测到长寿命的TSC, DC患者的TSC端粒较短。”
“总的来说，这些来自小鼠和人类TSC研究的数据表明，许多损伤/修复周期降低了上皮的修复潜力，这种降低的幅度取决于每次损伤激活的TSC数量。研究人员总结说:“这些研究确定了TSC的生物老化是一个可能推动慢性肺部疾病发展的过程。”
“这项最新的研究为我们所知道的慢性肺病是如何发展的增加了更多的科学知识，”医学博士Anthony Atala说，他是《干细胞转化医学》杂志的主编和维克森林再生医学研究所所长。“更好地了解干细胞的生物老化，有朝一日可能会带来新的治疗和疗法。”
