不同培养平台对成体干细胞来源人肺类器官生长、形态及细胞类型标志物表达的影响

《Scientific Reports》：Culture platform influences marker expression and morphology of human lung organoids

摘要

培养平台显著影响源自成体干细胞的人肺类器官的发育和表型。我们在基底向外、顶端向外和近端分化条件下比较了三种系统——动物源性（AD）、无动物源（AF）和无支架（SF）。我们的目标是评估每个平台如何影响上皮细胞类型相关标志物的表达和形态。AD 和 AF 基质产生的类器官更小且更均匀，而 SF 培养产生的结构明显更大，尤其是在顶端向外和近端分化条件下。整体 RT-qPCR 分析显示，不同平台具有不同的标志物表达谱：基底细胞标志物 KRT5 在 AD 基底向外类器官中达到峰值。在近端分化下，各系统中的 KRT5 表达均下降，在 AF 系统中降至最低，且 SCGB1A1 在所有系统中均无法检测到。相比之下，SF 培养显示 AT1 细胞相关标志物 AQP5（基底向外和顶端向外）和纤毛细胞相关标志物 FOXJ1（近端分化）的表达最高，而 MUC5AC 仅略有上调。值得注意的是，ACE2 和 TMPRSS2（SARS-CoV-2 进入的关键介导因子）由近端分化诱导：ACE2 在 SF 类器官中强烈上调，而 TMPRSS2 在所有近端条件下均增加，且与平台无关。免疫荧光证实了成熟的上皮表型，显示各平台间均具有显著的纤毛化，且在 AF 培养中纤毛成熟度尤为显著。总之，这些数据表明培养平台强烈影响肺类器官的生长、形态和细胞类型相关标志物表达。我们的研究结果为选择系统以模拟人体呼吸生理、感染和再生提供了循证指南。