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            環境化學與生態毒理學國家重點實驗室成功建立用于大氣污染物毒性評價的人肺泡上皮誘導模型
            2021-02-09 | 編輯: | 【 】【打印】【關閉

              環境化學與生態毒理學國家重點實驗室利用人多能干細胞成功建立用于大氣污染物毒性評價的人肺泡上皮誘導模型,該研究由重點實驗室Francesco Faiola研究員、劉思金研究員、汪海林研究員和劉倩研究員共同合作完成,相關成果近日在線發表于Environmental Science & TechnologyDOIdoi: 10.1021/acs.est.0c05700)。 

              近年來,大氣污染對人體健康的影響備受關注。盡管大氣顆粒物成分復雜,但已確定無機碳和二氧化硅是其中兩個主要組分。此外,多環芳烴(PAH)和多氯聯苯(PCB)等有機化合物也經常出現在大氣顆粒物的檢測中。大氣顆粒物及其個別成分對人體的毒性是大氣污染對人體健康效應的研究重點。人多能干細胞hPSCs誘導分化而來的不同人體組織細胞在環境毒理學研究中具有廣大的應用前景。重點實驗室團隊的研究成果不僅擴展了hPSCs的應用,而且提供了全新的毒理學研究視角和方法,在動物模型和癌細胞模型的實驗基礎上提供了補充。該研究成功誘導出了具有典型標志基因和蛋白的肺泡上皮類細胞ATLs,更重要的是,在ATLs類器官中發現了板層小體結構,這是2型肺泡上皮細胞AT2執行其分泌功能所必需的細胞器。同時,實驗模型可檢測到肺表面活性物質DPPC的表達,它是一種在氣體交換過程中降低上皮細胞表面張力所必需的磷脂,這一發現進一步證明該模型可適用于一定的功能性檢測。此外,由于板層小體缺陷和DPPC分泌與新生兒的各種癥狀相關,因此這種誘導分化模型還適合應用于測試環境污染物的新生兒肺臟發育毒性。 

              基于構建的模型,重點室團隊不僅揭示了大氣細顆粒物主要成分BaP、碳納米顆粒和納米二氧化硅對人肺的毒性,還證明基于hPSCs構建的人肺類器官可以應用于測試納米顆粒(如納米二氧化硅)或其它化學物質的毒性。本研究是干細胞生物學與環境毒理學相結合的交叉成果,為未來揭示更多化學物質的肺毒性效應和機制夯實基礎。 

              hPSCs分化肺祖細胞(hLPs)和肺泡2型樣細胞(ATLs 

              A. hPSC體外分化實驗流程示意圖 

              B. 分化第16天免疫熒光染色圖 

              C.分化第30天肺表面活性物質Pro-SPC熒光染色(比例尺200μM 

              D. 分化第30ATLs形成類器官結構圖 

              E. RNA測序熱圖比較H9分化的ATLs多能性基因、肺祖細胞和肺泡標志基因 

              F. UHPLC-Q-TOFMS鑒定肺泡2型細胞表面標志物DPPC 

              該項研究得到國家自然科學基金、中國科學院國際團隊項目的支持。 

              文章鏈接:https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.est.0c05700 

                

              環境化學與生態毒理學國家重點實驗室 

              202129 

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