成功生成能够产生肺泡类器官的人 iPS 细胞衍生的间充质细胞，相关研究发表在Cell Reports Methods上。

类器官技术是生物科学研究的有力工具。此前，人胎肺成纤维细胞（HFLFs）已被用于促进肺泡类器官的发育，但HFLFs在类器官系统中具有异源性的局限性，因此它们无法复制个体的生物环境。为了解决这一限制，京都大学的研究小组生成了诱导多能干细胞衍生的间充质细胞 (iMES)，这些细胞具有开发肺泡类器官的能力，旨在模拟生态环境和疾病。

间充质细胞对于器官发育是必需的。在肺中，远端尖端成纤维细胞有助于肺泡和气道上皮细胞分化和稳态。在这里，该小组报告了一种方法，从产生人类诱导的多能干细胞（IPSC）衍生的间充质细胞（IMES），通过上皮 - 间质相互作用诱导人类IPSC来源的人类IPSC衍生的肺泡和气道上皮谱系成纤维细胞。

通过对皮肤和肺成纤维细胞的转录组比较，其相应重编程的IPSC衍生的IMES，我们发现IMES具有肺间隙的特征，具有诱导肺泡2型（AT2）细胞的潜力。特别是在IMES中表达的RSPO2和RSPO3直接导致器官形成过程中AT2细胞诱导。我们证明，IPSC衍生的总肺泡类器官有助于表征对流感（H1N1）病毒的反应和严重的急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-COV-2）感染，证明了它们用于疾病建模的效用。

呼吸吸入氧气并排出二氧化碳，这种气体交换发生在肺部的肺泡中。肺泡含有参与实际气体交换的 1 型肺泡上皮细胞 (AT1) 和产生表面活性剂以防止肺泡空间塌陷的 2 型肺泡上皮细胞 (AT2)。上皮细胞和间充质细胞之间的相互作用对肺泡发育至关重要。

在之前的一项研究中，京都大学的研究小组通过与人胎肺成纤维细胞 (HFLF) 共培养，生成了含有 AT1 和 AT2 细胞的肺泡类器官，并将其用于疾病建模。这项新研究旨在创建可以诱导肺泡上皮细胞的 iPS 细胞衍生的间充质细胞(iMES) ，而无需使用 HFLF。

iMES 与源自 iPS 细胞的肺祖细胞的 3D 共培养产生的 iMES-AO 的显微图像。

该研究小组成功生成了可诱导肺泡类器官（iMES-AOs）的iMES，该类器官不仅包括AT2细胞，还包括AT1细胞、肺神经内分泌细胞和纤毛细胞。此外，他们证明 iMES-AO 可用于流感病毒和 SARS-CoV-2 感染模型。

未来，iMES-AOs有望用于肺发育和再生医学以及呼吸系统疾病模型的研究。

这项研究的结果于2022 年 9 月 19 日在线发表在Cell Reports Methods上。

More information: Koji Tamai et al, iPSC-derived mesenchymal cells that support alveolar organoid development, Cell Reports Methods (2022). DOI: 10.1016/j.crmeth.2022.100314

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