人扁桃体来源间充质干细胞分步定向分化为气道表皮细胞的创新研究

为解决气道缺损修复难题，韩国研究人员通过模拟胚胎发育信号通路，首次建立人扁桃体间充质干细胞(TMSCs)四步分化方案，成功诱导出具有柱状上皮结构的KRT5+/FoxJ1+气道表皮细胞，为呼吸道再生医学提供新型安全细胞来源。该成果发表于《Stem Cell Research》。

　　

呼吸道作为人体与外界直接相通的重要门户，其上皮层的完整性和功能性对维持生命活动至关重要。然而在肿瘤切除、创伤或感染等情况下，气道复杂的分层结构使得缺损修复成为临床难题。传统采用自体上皮细胞移植存在扩增困难、功能不成熟等局限，而诱导多能干细胞(iPSCs)又面临致瘤风险和胎儿样特征等问题。为此，韩国梨花女子大学木洞医院(EWHA WOMANS UNIVERSITY MOKDONG HOSPITAL)的研究团队另辟蹊径，选择具有非侵入性获取优势的人扁桃体来源间充质干细胞(TMSCs)作为研究对象，通过模拟胚胎发育过程的分步诱导策略，成功实现气道表皮细胞的定向分化，相关成果发表在《Stem Cell Research》期刊。

研究团队主要采用四步分化技术：首先通过流式细胞术验证TMSCs的CD73⁺/CD90⁺/CD105⁺表型特征；随后建立包含激活素A(activin A)、Noggin、SB431542等因子的阶段诱导体系；利用qRT-PCR和免疫荧光追踪SOX17、PAX9等标志物表达；最后通过F-actin染色评估上皮细胞极性形成。所有实验均使用经伦理审查的儿童扁桃体切除样本（年龄<10岁）。

【Basic characteristics of TMSCs】研究首先证实分离的TMSCs符合国际细胞治疗学会(ISCT)标准，表达OCT4/SOX2等干性标记，且具备成脂、成骨、成软骨三重分化能力。流式检测显示CD73/CD90/CD105阳性率>93%，而造血标志物CD14/CD34/CD45均为阴性。

【Optimization of definitive endoderm differentiation】研究发现10 ng/mL激活素A在无血清条件下可最有效诱导定形内胚层(DE)分化，SOX17/CXCR4表达显著上调（p<0.01），同时OCT4/SOX2表达下降。免疫荧光显示DE标志物FOXA2与CXCR4共定位，而干性标记消失。

【Induction into anterior foregut endoderm】通过联合抑制BMP（Noggin）、TGF-β（SB431542）和Wnt（IWP2）信号通路，成功诱导DE细胞向前肠内胚层(AFE)转化。qPCR显示PAX9表达提升3.2倍（p<0.001），Western blot证实GATA3蛋白水平显著增加。

【Generation of airway epithelial cells】在含FGF10（20 ng/mL）、CHIR99021（Wnt激活剂）的DM2培养基中，细胞依次分化为NKX2-1⁺肺前体细胞和KRT5⁺气道表皮细胞。值得注意的是，添加Noggin的组别SOX9表达量是对照组的4.7倍（p<0.001），且F-actin形成典型上皮细胞极向结构。

这项研究首次证明TMSCs可通过模拟胚胎发育的Nodal/TGF-β→BMP/Wnt→FGF信号轴实现气道表皮细胞定向分化。相较于iPSCs，TMSCs具有无伦理争议、无致瘤风险等临床优势，且所需激活素A浓度仅为ESC的1/10。虽然诱导细胞尚未形成完整纤毛结构，但已具备基底细胞(KRT5⁺)和分泌细胞(FoxJ1⁺)特征，为未来气道组织工程提供了可规模化的细胞来源。研究者建议下一步需优化气-液界面(ALI)培养条件以促进终末成熟，并解决供体间异质性对分化效率的影响。