干細胞育出有完整血管網絡的“迷你”肺

美國科學家首次利用干細胞培育出具有完整血管網絡的肺類器官。這些“迷你”肺與人類肺部的發育過程高度相似。這項發表于《細胞》雜志的最新成果，不僅揭開了人類早期發育的奧秘，也為構建腸道和結腸等其他血管化器官模型奠定了基礎，更為疾病研究、藥物測試及個性化治療提供了有力工具。

小鼠胚胎肺顯微圖像，白色部分為血管網絡，粉紅色區域為正在形成的氣囊。圖片來源：物理科學家組織網

這項研究由加州大學洛杉磯分校與辛辛那提兒童醫院醫療中心合作進行。研究團隊創新性地采用肺組織與血管同步培育的策略，使最終獲得的類器官展現出四大優勢：更豐富的細胞類型、更完善的三維結構、更高的細胞存活率以及更接近成熟的發育狀態。

研究團隊率先將這一突破性模型應用于肺泡毛細血管發育不良伴肺靜脈錯位的研究。這種由FOXF1基因突變引發的先天性肺病，因其主要損傷血管和支持細胞的特點，在傳統類器官模型中始終難以模擬。借助新方法，研究團隊從FOXF1突變患者身上提取干細胞，并生長出血管化的肺類器官，成功再現了原發性血管缺陷及其引發的繼發性肺組織異常。

研究團隊表示，這些肺類器官還可用于研究其他肺血管疾病，其標志著人類在利用真實人體組織模型研究疾病方面邁出關鍵一步，有望顯著降低新藥研發對動物模型的依賴。

鑒于當前培育的類器官僅相當于胎兒肺部發育水平，研究團隊計劃通過模擬呼吸時的機械拉伸和空氣接觸，促使類器官形成更成熟的肺部結構。