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微图案：诱导肺泡和气道上皮细胞的新系统

2024-03-31 14:15:38 百科全书来源：

导读 Shimpei Gotoh教授和初级副教授Kazuo Takayama合作研究构建了一种新型的肺泡和气道上皮细胞体外培养系统，采用了一种被称为微图案技术的...

Shimpei Gotoh教授和初级副教授Kazuo Takayama合作研究构建了一种新型的肺泡和气道上皮细胞体外培养系统，采用了一种被称为微图案技术的生物材料工程方法，并使用新设计的系统来模拟病毒感染由 SARS-CoV-2 变种引起。该研究发表在《干细胞报告》杂志上。

气道和肺泡内衬的呼吸道上皮是发生氧气和二氧化碳交换的地方，主要由两种细胞类型组成，即 1 型和 2 型肺泡上皮细胞，分别称为 AT1 和 AT2。 AT1 细胞又薄又平，最适合介导气体交换，而立方形 AT2 细胞则分泌表面活性蛋白并充当组织干细胞。

凭借自我更新和 AT1 分化的能力，AT2 细胞在再生医学中特别受关注，以促进受损或患病肺部的修复。 Gotoh 实验室此前设计了一种方案，使用 iPS 细胞作为有价值的起始材料来生成 AT2 细胞。

然而，基于基质胶的 3D 培养的要求限制了培养规模和直接基于图像的分析。此外，此类系统中的细胞通常以其顶端表面朝内的方式自行定向，因此无法准确模拟体内组织结构以进行机械研究。

为了创造一种更好的方法来分化和生长 iPS 细胞衍生的 AT2 细胞，非粘附性 2.5 维 (D) 细胞培养板被微图案化，带有微小的细胞粘附涂层圆圈，直径为 100 或 200 μm (作为比较，人类头发的直径范围为 17-181 μm)。

首先，为了确保这种微图案板与 AT2 细胞诱导相容，将分化为 AT2 细胞时表达绿色荧光蛋白的 iPS 细胞衍生的肺祖细胞接种并用专门用于肺泡上皮细胞诱导的培养基进行处理。

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