胎鼠肺类器官用于检测地塞米松的肺成熟相关反应

上皮与辅助细胞共同建立胎鼠肺类器官

德国莱比锡大学（University of Leipzig）团队在 Frontiers in Medicine 报道胎鼠肺类器官，用于研究肺发育和早产相关肺功能不成熟。研究把胎鼠远端肺上皮细胞与肺来源 CD31 阳性辅助细胞组合，在 Matrigel 和气液界面条件下培养。

气液界面条件形成囊状、分支及混合结构，浸没培养主要形成囊状类器官。缺少辅助细胞时，研究未得到同样的三维形成效果；直接接触也比间接共培养更快形成结构。

类器官在约第 15 天达到较大尺寸，长期培养需要传代。辅助细胞主要参与早期组织形成，成熟培养物以 EpCAM 阳性上皮细胞为主。

电生理检测确认类器官具有离子通道活动

免疫染色检测到肺泡Ⅱ型细胞和 Club 细胞相关标志，基线培养物未明显显示肺泡Ⅰ型标志。上皮细胞具有朝向腔面的极性，模型保留了胎肺的未成熟特征。

团队在第 15 天用膜片钳记录单通道活动，检测到两类具有不同电导的阳离子通道，约为 8.4 pS 和 21.5 pS。相关电流特征与已有离体肺切片研究的结果接近。

这部分检测说明三维细胞具有可测量的离子转运活动。形态和基因表达之外，电生理结果为成熟相关反应增加了功能依据。

地塞米松改变钠转运与表面活性物质相关基因

在第 15 天提取 RNA 前，类器官用 100 nM 地塞米松处理 48 小时。上皮钠通道及钠钾泵部分亚基的基因表达升高，肺表面活性蛋白 B 和 C 的相关表达也增加；囊性纤维化跨膜电导调节因子（cystic fibrosis transmembrane conductance regulator，CFTR）的表达则下降。

团队同时在原代胎鼠肺上皮细胞中进行相应比较，观察到相似的转运基因变化。Ussing 室（Ussing chamber）测量还显示，这些原代细胞的基础短路电流及阿米洛利敏感电流升高。

地塞米松还增加类器官中 EpCAM 和 RT2-70 的阳性染色面积，类器官形态却没有明显改变。原代单层细胞的整体钠转运、类器官的基因表达及染色变化，分别提供了不同培养形式中的药物反应资料。

人 MSC 条件培养液改变类器官的结构

另一组实验使用人间充质干细胞（mesenchymal stem cell，MSC）的条件培养液。第 15 天类器官再培养 4 天后，腔隙更明显，上皮层变薄；以细胞占整个类器官面积的比例计算，结构紧密程度降低。

肺泡Ⅱ型相关 RT2-70 阳性细胞比例从约 3.90% 增至 11.78%，并出现少量肺泡Ⅰ型相关标志。对照组使用相同配方、未经 MSC 培养的培养液。

作者指出，少量Ⅰ型细胞标志的出现可能受到额外培养时间或培养液改变的影响。本次实验展示了结构和部分细胞标志的反应，未把每项变化都归因于一种明确分泌因子。

胎鼠模型的培养条件与检测局限

Matrigel 和血清均为成分不完全定义的材料，批次差异可能影响分化和信号研究。部分抗体的识别靶点及成熟阶段也不完全明确，阳性染色的含义还取决于抗体靶点和细胞成熟阶段。

该模型的实际用途是较快比较肺成熟相关刺激，并结合电生理、基因和组织结构观察反应。地塞米松用于检验转运和表面活性物质相关反应，条件培养液则用于比较结构和细胞标志的变化。