2型肺泡细胞是干细胞在成人的肺
中国投资。
2013年7月。
免费的PMC的文章
文摘
肺的气体交换发生在肺泡,充气囊由2型和1型上皮细胞(AEC2s和AEC1s),毛细血管和各种居民间充质细胞。在这里,我们使用的组合体内克隆谱系分析,不同的损伤/修复系统,体外培养纯化的细胞群的获得新的信息的贡献AEC2s肺泡保养和维修。遗传lineage-tracing实验表明,表面活性剂蛋白质C-positive (SFTPC-positive) AEC2s自我更新和分化在大约一年,符合人口包含长期肺泡干细胞。此外,如果许多AEC2s专门去除,高分辨率成像完整的肺显示个人幸存者经历快速克隆扩张和女儿细胞分散。个人lineage-labeled AEC2s放入3 d文化催生了自我更新的“alveolospheres”,既包含AEC2s和细胞表达多个AEC1标记,包括HOPX AEC1s的新标志。生长和分化时最容易发生alveolospheres cocultured原发性PDGFRα⁺肺间质细胞。这个群体包括lipofibroblasts通常居住接近AEC2s,因此可能导致在小鼠肺干细胞利基。结果表明,AEC2s之间存在相似的动态和人类肺间质细胞。
数据
成人Sftpc-CreER; Rosa-Tm老鼠给×4与Tmx(0.2毫克/克)。瓷砖的共焦图像肺部分4 dpi显示(一个),所有Tm+细胞表达SFTPC。大多数定位在肺泡和AEC2s相似。没有标签在支气管、细支气管(Br),指示Sftpc-CreER等位基因不活跃在近端上皮前体Tmx的缺失。(B)Tm+上皮细胞在BADJ coexpress SFTPC SCGB1A1。Insets很高的放大的细胞标有箭头:左(Tm,红色;SFTPC、绿);右(SCGB1A1,紫色;SFTPC、绿色)。(C)一群8 - 12个月大的老鼠给×2和0.25毫克/克Tmx。控制仅接受车辆。在不同的dpi,共焦z-stack肺部分的图片(n≥3老鼠每点、6部分/鼠标)分析了给SFTPC的比例+细胞谱系标签。这并不显著下降48周的追逐(红圈)。低重组被认为没有Tmx(黑色圆圈)。(D从24-week-old Tmx)部分- - - - - -控制鼠标C显示Tm的小集群+AEC2s(箭头)。(E)确认lineage-labeled扩散(Tm+)细胞C,部分肺(n从Tmx = 3+集团)是彩色Ki67和记录的双阳性细胞百分比。误差线表明意味着±SEM。酒吧规模:250μm (一个);100μm (B);50μm (D)。参见图1补充。
Sftpc-CreER; Rosa-Tm和Scgb1a1-CreER; Sftpc-CreER Rosa-Tm老鼠给与Tmx(0.2毫克/ g×4),暴露在博来霉素(1.25 U /公斤)。控制收到了Tmx和气管内的生理盐水。部分21-dpi肺SFTPC染色。共焦z-stack图像(n≥3老鼠每点、6部分/鼠标)收购和细胞纤维化的计算(DAPI高密度区域+从随机核)或肺泡地区的控制。(一个)纤维的地区Sftpc-CreER; Rosa-Tm肺显示SFTPC集群+原子能委员会没有血统标记。相比之下,在一个类似的区域Scgb1a1-CreER; Sftpc-CreER Rosa-Tm肺(B),更AEC2细胞谱系标记。这是量化C。较小的价值下降Scgb1a1-CreER; Sftpc-CreER Rosa-Tm组相比,Sftpc-CreER; Rosa-Tm组表明,没有其他的重要来源除了SCGB1A1 AEC2前兆+细胞。(D- - - - - -F)Scgb1a1-CreER; Rosa-Confetti老鼠(n= 3)服用Tmx(0.05毫克/ g×1),博来霉素后牺牲了21天。受伤区域显示随机标识单细支气管上皮细胞(D),而受伤的区域显示标记细胞的克隆(E尤其是在BADJ(星号)。(F)从BADJ克隆偶尔扩展(星号)进入肺泡,表明至少某些SCGB1A1+lineage-labeled细胞引起AEC2s AEC1s起源于细支气管。酒吧规模:100μm。参见图2补充。
(一个)Sftpc-CreER; Rosa-Tm(左面板)Sftpc-CreER; Rosa-DTA / Rosa-Tm(右面板)小鼠(至少8周的年龄)有1剂量的Tmx(0.05毫克/克)和肺收获2 dpi。TUNEL染色显示显著增加细胞死亡在肺部Rosa-DTA(右上)。SFTPC染色(较低的面板一个)表明,1剂量的Tmx血统标签SFTPC总数的约52%+AEC2s dpi。的Rosa-DTASFTPC等位基因的数量减少+在肺泡和lineage-labeled细胞。(B)AEC2s损失导致失败的老鼠体重在7天时间内后注入。(C- - - - - -F)最小的变化在2到4 dpi肺架构。(C和D)组织学与肺泡间皮附近地区(Mes)。4 dpi的整体架构Sftpc-CreER; Rosa-DTA / Rosa-Tm肺泡(D)非常类似于控制(C可以看到),尽管异常AEC2s(箭头所指)。(E)4 dpi,小群体的健康AEC2s肺部受伤。(F)TEM lipofibroblast (Lp)毗邻AEC2和毛细管dpi (cp) 2。酒吧规模:100μm (一个);50μm (C和D);2μm (E和F)。参见图3补充。
(一个)肺SftpcCreER; Rosa-DTA / Rosa-Tm老鼠(上半部分)是固定的,在不同的时间清除后Tmx EdU×1和3小时后。共焦显微镜显示single-labeled细胞2 dpi, 7点离散克隆dpi和分散在21 dpi克隆。Lineage-labeled AEC1s存在由21天(箭头和插图)。控制没有Rosa-DTA Tm(较低的面板)显示没有变化+细胞和小EdU标签。(B)多光子的图片SftpcCreER; RosaDTA / Rosa-Tm在2和7 dpi肺。(C)EdU标签索引作为修复收益下降(n= 3老鼠每次)。(DSFTPC)量化增加+细胞在修复,总SFTPC+细胞内至少6随机×20字段的视图(在2叶/鼠标)数和得分血统标签。没有受伤,值保持不变。与损伤,SFTPC的数量+细胞增加但lineage-labeled细胞的比例保持不变,表明标记细胞增殖优先。(E)一个Sftpc-CreER; Rosa-DTA / Rosa-Confetti老鼠被Tmx(0.05毫克/ g×1)和10周后,肺是固定的,清除,被共焦显微镜。平铺的图像显示克隆用核GFP标记(nGFP),胞质YFP (YFP),膜青色(mCFP)和胞质RFP。(F和G克隆位置(代表)量化盒子FTmx后7天)Sftpc-CreER; Rosa-DTA / Rosa-Tm表明,克隆动物不优先出现在或接近BADJ(有关详细信息,请参阅文本)。酒吧规模:200μm (一个);50μm (B);100μm (C)。(F)盒300μmμm×300。参见补充图4和图5。
(一个)Sftpc-CreER; Rosa-Tm老鼠给×4 Tmx(0.2毫克/克)和至少4 dpi肺被流式细胞仪分离和排序。Tm+分数(P3,左上)被播种在5000个细胞密度在90μl 50%人工基底膜24-well Transwell插入与1×10(右上角)6PDGFRA-GFP嗨基质细胞刚从肺的排序Pdgfra-H2B:绿色荧光蛋白转基因小鼠(P3,底部面板)。(B和C)14天后,lineage-labeled细胞存在于各种大小的球体。(D)《2.3%±0.3%为主要文化(n= 8实验,≥2复制/实验),通道1,后6.2%±0.7%和5.1%±0.7%后通道2。(E- - - - - -我组织学和免疫组织化学的部分领域16 - 17天后显示(E)alveolus-like地区(星号)更细长的细胞,(F),所有的细胞谱系标记和外围SFTPC表达,在细胞内部表达T1a, AQAPORIN 5 (Aqp5) (G和H)和HOPX (我)——的标记AEC1s(参见补充图7)。J和KTEM的球体在天16显示了许多细胞与层状的身体成熟的不同阶段和顶端细胞膜微绒毛(mv)。细胞表面活性剂释放到室内的球体在大量积累。酒吧规模:100μm (B);50μm (C);50μm (E);50μm (F- - - - - -我);2μm (J和K)。参见补充图6和图7。
部分从成人Pdgfra-H2B:绿色荧光蛋白肺是中性脂质和/或SFTPC染色。(一个高强度的GFP) LipidTOX染色colocalizes+在肺泡细胞,但不与需水较少的GFP+在细支气管壁细胞(箭头)。(B)LipidTOX+,PDGFRA-GFP+细胞紧密SFTPC相比+AEC2s(紫色)。(C)FACS-sorted PDGFRA-GFP嗨也为LipidTOX阳性细胞。(D)LipidTox+PDGFRA-GFP+细胞表达中间丝蛋白肌间线蛋白。(E和F)多个PDGFRA-GFP+肌间线蛋白;+细胞分布在一个alveolosphere 21天。(G)TEM alveolosphere显示多个lipid-filled细胞(L)邻近层状主体包含AEC2s。酒吧规模:50μm (一个- - - - - -F);2μm (G)。
(一个)免疫组织化学的人类肺部分SFTPC和htii - 280显示了2的colocalization AEC2标记。(B和C流图)排序策略和代表。(D在第14天)代表球体。(E和F在第14天)免疫组织化学的人类领域显示腔的htii SFTPC染色- 280染色和变量。(G)TEM球面的来自一个htii - 280+细胞(通道1)显示片状体和支架表面微绒毛。酒吧规模:50μm (一个);100μm (D);50μm (E和F);2μm (G)。
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