肺泡再生的調控新機制

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在體內平衡和肺損傷修復中，肺泡再生對于維持肺泡上皮屏障的完整性和足夠的氣體交換表面至關重要。在肺泡再生過程中，肺泡II型(AT2)細胞作為肺泡干細胞再生新的肺泡單位。研究表明，在肺泡再生過程中，生化和生物物理因素作為外部因素啟動了AT2細胞的再生程序。這種外部因子介導的信號傳導中斷會導致肺泡干細胞功能異常，并增加對肺損傷的易感性。

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在肺泡再生過程中，AT2細胞積極調節自身的細胞過程，以響應這些外部因素誘導的信號。最重要的細胞過程之一是AT2細胞逐漸重塑其細胞骨架，改變其立方體細胞形狀，成為大而扁平的肺泡I型(AT1)細胞。AT2細胞中細胞骨架重塑破壞了AT2細胞的分化并導致進行性肺纖維化。研究還表明，調節干細胞中肌動蛋白細胞骨架的狀態可以影響其他器官中干細胞在發育和再生過程中的分化。異常干細胞分化已被觀察到在各種急慢性疾病。因此，有必要揭示干細胞中關鍵的內在調節因子，促進干細胞在器官再生過程中協調其動態細胞骨架重塑和分化程序。

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文章模式圖（圖源自Cell Stem Cell?）

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該研究證明了AT2細胞向AT1細胞分化的過程是一個能量昂貴的過程。該研究證明了AMPK-PFKFB2信號在肺泡干細胞分化過程中作為一個關鍵的內在參與者，將細胞能量代謝與細胞骨架重塑和細胞形狀變化結合在一起。AT2細胞中AMPK-PFKFB2信號的激活對于大量糖酵解ATP (GlycoATP)的產生至關重要，并支持調節AT2細胞分化所需的高能量消耗。該研究進一步證明，老年肺AT2細胞中AMPK-PFKFB2信號的減少會導致ATP產生減少，從而導致損傷后肺泡再生受損。調節AMPK-PFKFB2信號可促進老年肺損傷后修復。

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北京生命科學研究所湯楠實驗室博士后王諍為本論文的第一作者。本論文的其他作者還包括湯楠實驗室的魏東東、賓恩楠、姜克武、毛曉旭，影像中心的李蛟博士，轉基因動物中心的王鳳超博士，以及中日友好醫院的代華平教授和呂婷婷博士。湯楠博士為本論文的通訊作者。感謝北生所代謝中心馬燕博士、蔣輝博士對該研究的指導。本研究由科技部、國家自然科學基金委和北京市政府共同資助，在北京生命科學研究所完成。