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研究人员发现刺激肺组织修复的可消耗信号通路

费城,2020年9月28日-费城儿童医院(CHOP)和宾夕法尼亚大学佩雷​​尔曼医学院的研究人员已经确定了一种细胞途径,该途径可以靶向天然存在的药物来刺激肺组织再生,这是从多发性肺损伤中恢复所必需的。这项发现发表在《自然细胞生物学》上,可以为患有肺部疾病的患者提供更好的治疗方法,其中包括由于COVID-19引起的急性呼吸窘迫综合征(ARDS)。

“使用尖端技术,包括全基因组和单细胞分析,我们已经确定了参与肺组织再生的特定细胞途径,并找到了增强这种过程的药物,”资深作者G. Scott Worthen博士说。 CHOP新生儿科的医师-科学家,Penn-CHOP肺生物学研究所的成员。这些发现为精确目标的确定提供了依据,从而合理开发了由COVID-19和其他疾病引起的肺部疾病的治疗性干预措施。

肺炎,流行性感冒和ARDS等疾病(COVID-19的已知并发症之一)会损坏肺泡囊壁(称为肺泡上皮),从而阻止氧气从肺部进入血液并导致死了发生ARDS的COVID-19患者病危,并且迄今为止,尚未开发出专门用于治疗COVID-19患者的ARDS的药物。了解哪些遗传靶标和途径参与上皮组织的再生对于开发针对ARDS和类似疾病的有效疗法至关重要。

先前的研究表明,II型肺泡肺细胞(AT2)是通过自我更新和转分化为I型肺泡肺细胞(AT1)参与肺修复的重要细胞,可促进肺囊与附近毛细血管之间的气体交换。然而,在此研究之前,尚不清楚疾病相关损伤后AT2细胞中的基因可及性发生了哪些变化,以促进修复,以及再生AT2细胞如何影响与附近间充质细胞的相互作用,这在组织修复中也很重要。

使用全基因组分析,研究小组评估了肺损伤后AT2的变化,这会打开细胞内的染色体并使特定的基因可用于细胞的机制。然后,研究人员对AT2细胞和间充质细胞进行了单细胞分析,以更好地了解两种细胞在损伤过程中如何相互作用以及涉及哪些细胞信号通路。两种方法汇合在一条途径上,其中一种称为STAT3的转录因子增加了脑源性神经营养因子(BDNF)的表达,从而增加了肺组织的再生。

在进一步分析该途径时,研究人员鉴定了一种天然存在的化合物,即7,8-二氢黄酮(7,8-DHF),该化合物靶向该途径中的受体,在多种小鼠肺损伤模型中刺激并加速了肺组织修复。

该研究的第一作者,医学讲师,医学博士,医学博士,医学博士Andrew J. Paris表示:“我们相信这些发现可能会导致开发出一种新的疗法,该疗法可以帮助患者从COVID-19和类似疾病中康复。”宾夕法尼亚大学佩雷​​尔曼医学院。“根据这项研究的结果,我们认为7,8-DHF是进入肺部疾病临床试验的绝佳候选者。”

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