人源精准肺切片模型：构建酸损伤修复新体系助力肺部疾病研究与药物开发

本研究针对肺部疾病治疗缺乏有效模型的难题，开发了人源精准肺切片（hPCLS）酸损伤修复（hAIR）模型。通过建立局部酸损伤区域与健康组织共存的异质性模型，发现肺泡II型上皮细胞（ATII）标志物proSP-C+和HTII-280+细胞在损伤区显著增加，证实该模型可同时追踪上皮细胞、脂成纤维细胞（ADRP+）和内皮细胞（ERG+）的修复动态，为研究人肺修复机制和药物筛选提供了重要工具。

　　

肺部疾病如特发性肺纤维化（IPF）和慢性阻塞性肺病（COPD）的治疗长期面临瓶颈，关键原因在于缺乏能模拟人体复杂微环境的实验模型。传统二维细胞培养无法再现肺组织的三维结构，而动物模型又存在种属差异。更棘手的是，临床肺部损伤常呈现健康与病变组织并存的"马赛克"样分布，这种异质性特征在现有模型中难以复现。

来自Imperial College London等机构的研究团队在《Respiratory Research》发表突破性成果，成功将小鼠酸损伤修复（AIR）模型升级为人源版本（hAIR）。这项研究通过创新性地结合藻酸盐人工胸膜构建、克隆圆柱空间限域损伤等技术，在保持肺泡-气道完整结构的人源精准肺切片（PCLS）上，首次实现了局部损伤与全局观察的精准控制。研究证实该模型不仅能模拟临床常见的异质性损伤模式，更可动态追踪ATII细胞等关键修复群体的响应规律。

研究采用皇家布朗普顿医院呼吸生物样本库提供的肺癌手术切除正常肺组织，通过藻酸盐凝胶包被构建人工胸膜，3%琼脂点注射膨胀后制备450-500μm厚切片。采用15%普朗尼克凝胶增稠的0.1M HCl进行1分钟局部损伤，48小时后通过免疫荧光定量分析Ki67⁺增殖细胞、proSP-C⁺/HTII-280⁺ ATII细胞、ADRP⁺脂成纤维细胞和ERG⁺内皮细胞。MTT法和钙黄绿素/乙锭同型二聚体双染分别评估代谢活力和细胞存活率。

Establishing a restricted area of acid injury in human PCLS
研究团队创新性地采用硅脂密封的克隆圆柱创建空间限域损伤区域，活/死细胞染色显示损伤区以EthD-1⁺死细胞为主，但保留约30%代谢活性（MTT检测）。这种部分存活的特性恰好模拟了临床损伤后组织"不完全坏死"的真实状态。

ProSP-C positive cells increase in the injured region
损伤48小时后，损伤区proSP-C⁺细胞比例从基线的3%显著提升至7%（p=0.0487），HTII-280⁺细胞也从4%增至6%（p=0.0064）。这种双标记验证证实ATII细胞在修复早期被特异性激活，与小鼠AIR模型和体内研究结论一致。

Proliferation does not increase
与预期不同，Ki67⁺增殖细胞在损伤区（1%）与未损伤区（0.8%）无统计学差异（p>0.9999），提示早期修复可能更多依赖细胞迁移、扩展等非增殖机制，或存在检测时间窗外的增殖高峰。

Lipofibroblasts and endothelial cells
ADRP⁺脂成纤维细胞在损伤区呈现聚集趋势，而ERG⁺内皮细胞数量减少。这种间质-血管系统的动态变化为研究肺修复的微环境调控提供了新视角。

该研究构建的hAIR模型突破了传统模型的三大局限：首次在人类组织中实现空间限域损伤与修复的动态观察；保留天然ECM和细胞互作网络；可同时追踪上皮-间质-血管多系统响应。特别值得注意的是，该模型检测到ATII细胞的快速激活却不伴随增殖增加，这一反直觉现象提示人类肺修复可能存在独特的"静息期激活"机制，为开发靶向祖细胞动员的药物提供了新思路。

研究者特别指出，该模型未来可拓展应用于气道损伤研究、ECM重塑分析，以及通过更换损伤因子（如博来霉素或TGF-β）模拟特定疾病表型。虽然存在培养周期短（5-7天）、缺乏循环免疫细胞招募等局限，但其高度仿生的特性使其成为连接细胞实验与动物研究的理想桥梁。这项技术突破不仅为肺再生医学研究提供了强大工具，更将加速抗纤维化药物等治疗方案的临床前评价进程。