科学家首次利用干细胞培育出具有完整血管网络的肺类器官

IT之家 7 月 6 日消息，据科技日报，加州大学洛杉矶分校（UCLA）的科研人员首次利用干细胞培育出具备完整功能性血管网络的微型肺器官，其发育过程与人体肺部发育过程高度相似。

科技日报表示，该成果不仅揭开了人类早期发育的奥秘，也为构建肠道和结肠等其他血管化器官模型奠定了基础，更为疾病研究、药物测试及个性化治疗提供了有力工具。

IT之家查询发现，相关研究成果已于 6 月 30 日发表在《细胞》上（DOI:10.1016/j.cell.2025.05.041External Link），该团队正联合辛辛那提儿童医院应用该模型，探究影响新生儿的罕见致死性先天性肺病。

论文作者、再生医学与干细胞研究中心顾明霞博士表示：“人类发育早期阶段仍存在诸多未知。这种血管化肺类器官新方法通过更精准模拟自然器官发育过程，正逐步揭开这些黑匣子。”

UCLA 表示，相关研究始于新冠疫情初期，团队发现传统肺类器官模型存在关键缺陷 —— 缺乏功能性血管网络。最初尝试分离培育血管（红色标记）与肺组织（绿色标记）再组装的常规方案时，意外观察到两种细胞从同一源材料同步发育（均呈红色）。这一发现促使团队转向模拟人体肺发育的自然过程：让肺组织与血管系统自起始阶段共同生长。

研究团队创新性地采用肺组织与血管同步培育的策略，使最终获得的类器官展现出四大优势：更丰富的细胞类型、更完善的三维结构、更高的细胞存活率以及更接近成熟的发育状态。

研究团队率先将这一突破性模型应用于肺泡毛细血管发育不良伴肺静脉错位的研究。这种由 FOXF1 基因突变引发的先天性肺病，因其主要损伤血管和支持细胞的特点，在传统类器官模型中始终难以模拟。借助新方法，研究团队从 FOXF1 突变患者身上提取干细胞，并生长出血管化的肺类器官，成功再现了原发性血管缺陷及其引发的继发性肺组织异常。

据介绍，这些肺类器官还可用于研究其他肺血管疾病，其标志着人类在利用真实人体组织模型研究疾病方面迈出关键一步，有望显著降低新药研发对动物模型的依赖。

顾博士指出：“该体系为研究者提供了强大工具，用以探索血管器官特异化机制及正常发育 / 疾病过程中的细胞通讯。这些血管化肺类器官可用于研究各类肺血管疾病。”

我们正开启人类发育早期细胞通讯的研究窗口 —— 该领域认知长期受限。科学家现能更有效利用人体组织模型研究疾病，减少药物研发对动物模型的依赖。