脱细胞肺细胞外基质支架促进人胚胎干细胞向肺泡祖细胞分化

目的：高效生产功能性和成熟的肺泡上皮是发展肺退行性疾病细胞替代疗法的重大挑战。细胞外基质（ECM）在组织功能的发育和维持过程中提供动态环境并介导细胞反应。保留其天然样结构和生化组成的脱细胞ECM（dECM）可以在体外培养过程中诱导胚胎干细胞（ESC）向组织特异性谱系分化。因此，本研究的目的是评估绵羊肺dECM衍生支架对ESC来源的肺祖细胞分化和进一步成熟的影响。材料与方法：本研究为实验性研究。第一步，对绵羊肺进行脱细胞处理以获得dECM支架和水凝胶。随后，评估所得dECM支架的胶原蛋白和糖胺聚糖含量、DNA定量及其超微结构。接下来，比较三个实验组：i. 绵羊肺dECM衍生支架，ii. 绵羊肺dECM衍生水凝胶，和iii. 纤连蛋白包被的培养板，它们在诱导人胚胎干细胞（hESCs）来源的定型内胚层（DE）进一步分化为肺祖细胞方面的能力。通过免疫染色和实时聚合酶链反应（PCR）评估进行比较。结果：我们发现dECM衍生支架保留了其组成和天然多孔结构，同时缺乏细胞核和完整细胞。所有实验组均显示出肺祖细胞分化，如NKX2.1、P63和CK5的RNA和蛋白表达所示。在dECM衍生支架和dECM衍生水凝胶上分化的DE细胞显示SOX9基因表达显著上调，该基因是远端气道上皮的标志物。与其他两组相比，在dECM衍生支架上分化的DE细胞显示出SFTPC（2型肺泡上皮[AT2]细胞标志物）、FOXJ1（纤毛细胞标志物）和MUC5A（分泌细胞标志物）基因的表达增强。结论：总体而言，我们的结果表明，与dECM衍生水凝胶和纤连蛋白包被的培养板相比，dECM衍生支架改善了DE细胞向肺泡祖细胞的分化。