2005年,，Kim等人第一次利用流式細(xì)胞儀從大鼠細(xì)支氣管和肺泡管結(jié)合部（the bronchioalveolar duct junction, BADJ）分離出一群CD45⁺/Pecam^-/Sca-1⁺/CD34⁺ 細(xì)胞，其在正常情況下處于靜止?fàn)顟B(tài),，當(dāng)體內(nèi)支氣管和肺泡損傷時(shí)發(fā)生增殖,，能夠分化為其他類(lèi)型的肺上皮細(xì)胞，表現(xiàn)出明顯的自我更新特性,，Kim將其命名為支氣管肺泡干細(xì)胞（bronchoalveolar stem cells, BASCs）,。

圖1. BASC在肺部的位置。

支氣管肺泡干細(xì)胞（BASC）產(chǎn)生細(xì)支氣管上皮細(xì)胞（BSC或Clara細(xì)胞）和肺泡上皮細(xì)胞（ASC或AT2細(xì)胞）,，參與組織更新,。 BASCs的特點(diǎn)是它們位于細(xì)支氣管-肺泡管連接處的特定位置，以及表達(dá)Clara細(xì)胞特異性標(biāo)記物（CC10,，也稱(chēng)為SCGB1A1或CCSP）和AT2細(xì)胞特異性標(biāo)記物（SP-C）（下圖a）,。 BSC產(chǎn)生BSC、Clara細(xì)胞,、杯狀細(xì)胞和纖毛細(xì)胞,，而AT2細(xì)胞產(chǎn)生AT2和AT1細(xì)胞。

圖2. 不同肺上皮細(xì)胞,。(a) 支氣管肺泡干細(xì)胞（BASC）特點(diǎn),。(b) BASCs，BSC和AT2細(xì)胞被認(rèn)為是肺腺瘤/腺癌起源細(xì)胞,。（圖片來(lái)自O(shè)ncogene. 2016 Feb 18;35(7):827-3）

以往的研究指出BASCs可能是肺腺瘤/腺癌的起源之一,。不過(guò)BASCs作為一種新的肺多能干細(xì)胞在體內(nèi)肺損傷修復(fù)中承擔(dān)什么角色一直存在爭(zhēng)論，傳統(tǒng)的譜系示蹤技術(shù)并不支持BASCs的存在以及參與肺修復(fù)再生的功能,。

為了解決這一問(wèn)題,，研究人員利用基于Cre-loxP和Dre-rox雙同源重組的報(bào)告基因小鼠R26-RSR-LSL-tdTomato，并結(jié)合能特異性標(biāo)記CC10⁺細(xì)胞的Scgb1a1-CreER（CC10-CreER）小鼠和特異性標(biāo)記SPC⁺ 細(xì)胞的Sftpc-DreER小鼠,，通過(guò)交配獲得Scgb1a1-CreER;Sftpc-DreER;R26-RSR-LSL-tdTomato（BASCs tracer）三基因型小鼠來(lái)特異性標(biāo)記CC10⁺SPC⁺BASCs,。

圖3. BASC-Tracer小鼠的遺傳譜系追蹤策略。

通過(guò)體內(nèi)驗(yàn)證,，證明此策略能特異性地標(biāo)記示蹤BASCs,。

圖4. 雙重組酶系統(tǒng)的CC10⁺SPC⁺BASCs的遺傳譜系示蹤,，證明此策略能特異性地標(biāo)記示蹤BASCs。

結(jié)合支氣管損傷（Naphthalene誘導(dǎo)）和肺泡損傷（Bleomycin誘導(dǎo)）兩種模型,，研究人員發(fā)現(xiàn),，在支氣管損傷后BASCs能分化為支氣管上皮纖毛細(xì)胞（ciliated cell）和棒狀細(xì)胞（club cell），而在肺泡損傷后BASCs又能分化為肺泡上皮AT2和AT1 細(xì)胞,，證明了BASCs的分化多能性,。同時(shí)，研究人員構(gòu)建了一種新的基于雙系統(tǒng)并用于克隆分析的新報(bào)告小鼠R26-Confetti2,，通過(guò)克隆分析在單個(gè)細(xì)胞水平上揭示了BASCs的多向分化潛能,。

圖5. BASCs作為肺多能上皮干細(xì)胞，參與肺修復(fù)和再生,。 利用BASC-Tracer小鼠標(biāo)記BASCs（左）,。 這些標(biāo)記的BASCs（紅色）在肺內(nèi)穩(wěn)態(tài)期間經(jīng)歷緩慢的自我更新（右上）; 能響應(yīng)細(xì)支氣管損傷,，并在末端細(xì)支氣管中產(chǎn)生新的細(xì)胞和纖毛細(xì)胞（右中）; 并且在肺泡損傷中擴(kuò)展延伸并分化成AT1和AT2細(xì)胞（右下）,。

進(jìn)一步，研究人員還通過(guò)對(duì)BASC進(jìn)行深度單細(xì)胞RNA測(cè)序分析,，鑒定出了新的BASCs特征性分子,，揭示了BASC在轉(zhuǎn)錄組圖譜上位于club cell和AT2 cell之間，并發(fā)現(xiàn)BASCs內(nèi)部也具有一定的異質(zhì)性,，反映了其向不同潛能分化的干細(xì)胞特征,。

體內(nèi)肺多能干細(xì)胞BASCs的發(fā)現(xiàn)以及其分化功能的鑒定將為肺疾病治療方法、肺臟的損傷修復(fù)以及再生醫(yī)學(xué)研究提供新的思路,。

注：部分結(jié)果描述摘自中國(guó)科學(xué)院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所官網(wǎng)（http://www./cpRecentRes-2.asp?id=4667）

參考文獻(xiàn)

Kim CF, Jackson EL, et al. Identification of bronchioalveolar stem cells in normal lung and lung cancer. Cell. 2005 Jun 17; 121(6):823-35.

Lee YS, Bae SC. How do K-RAS-activated cells evade cellular defense mechanisms? Oncogene. 2016 Feb 18;35(7):827-32.