3.4.2　模拟肺再生

肺在稳态下是高度静息的组织，但由于其直接暴露在外部空气中，经常会受到环境因子的刺激，例如粉尘、病毒、细菌、真菌等。已发现肺各区域存在不同的上皮干/祖细胞，在正常生理状态下，这些干/祖细胞高度静息，但在肺损伤后，它们能快速响应，进行增殖、迁移、分化以修复受损组织。肺类器官因其3D结构模拟了体内的环境，能更好地模拟再生修复过程。

类器官再现了细胞因子、生长因子等对干/祖细胞命运决定的影响，也为抗体或者小分子抑制剂筛选提供了平台。例如，在肺泡类器官中进行细胞因子筛选，发现白介素1α/β（IL1α/β）和肿瘤坏死因子α（TNFα）促进AT2细胞增殖，IL1信号被证明对于流感感染后AT2细胞增殖是必需的［82］。在肺泡类器官中进行小分子抑制剂筛选，发现Tankyrase抑制剂IWR-1阻断了AT2向AT1的分化，进一步确定了TAZ在AT2向AT1分化中发挥重要作用［83］。(https://www.daowen.com)

利用类器官共培养不同的细胞类型为研究细胞与细胞之间的相互作用提供了有力的工具。巨噬细胞与AT2细胞共培养于肺泡类器官中促进AT2细胞增殖，再现了在肺叶切除后招募来的CCR2＋单核细胞促进肺泡再生的过程［14］。Carla Kim实验室通过间质细胞共培养的方式在体外证明了间质细胞的异质性决定了Club细胞的分化命运［61］。Harold Chapman实验室使用人原代成体肺成纤维细胞与人AT2细胞共培养，发现AT2可以转分化为表达KRT5的基底细胞［22］，而人AT2细胞与人胚胎肺成纤维细胞MRC5共培养则形成肺泡类器官。这一结果充分体现了间质细胞构成的微环境决定了AT2细胞的命运，同时也揭示了人和小鼠的AT2细胞具有不同的可塑性。

类器官结合单细胞RNA-seq（single cell RNA-seq，scRNA-seq）为捕捉再生修复过程瞬时出现的细胞类型提供了可能性。多个实验室利用肺泡类器官的单细胞测序揭示了从AT2向AT1分化过程中的过渡态细胞，过渡态细胞表达Krt8、Cldn4、Sfn8等基因，具有P53、NF-κB、TGF-β等信号活性以及细胞衰老特征［84，85］。