肺類器官

一、核心定義與分類特征

細胞譜系完整：含基底細胞、纖毛細胞、杯狀細胞、Club 細胞、AT1/AT2 肺泡上皮細胞；部分體系可整合成纖維細胞、內(nèi)皮細胞；

極性與結(jié)構(gòu)：囊狀 / 分支狀，上皮頂端朝管腔，基底側(cè)貼基質(zhì)；近端可形成黏液纖毛層，遠端有肺泡樣腔；

功能：具備黏液分泌、纖毛擺動、表面活性物質(zhì)合成、藥物代謝（CYP450）、屏障功能；

遺傳與穩(wěn)定性：可傳代、凍存復(fù)蘇，維持數(shù)月功能，保留供體基因突變與表型。

二、主流構(gòu)建方法與關(guān)鍵流程

1. 成體肺 / 氣道干細胞來源（成人模型，周期短）

1. 樣本與分離：手術(shù) / 支qi管鏡活檢組織，PBS 清洗，EDTA / 膠原酶消化；富集氣道基底細胞（P63?）或 AT2 細胞（SFTPC?）；

2. 3D 包埋培養(yǎng)：Matrigel 包埋成穹頂，培養(yǎng)基添加 FGF7/FGF10、EGF、R-spondin1；氣道類器官常用氣液界面（ALI）；肺泡類器官需加 HGF、KGF；

3. 成模與傳代：7–14 天形成支氣管球 / 肺泡球，機械 + 酶解傳代（每 7–10 天），可穩(wěn)定傳代 1 年以上；

4. 特點：成熟度高、適合慢阻肺、哮喘、感染模型；人源樣本易獲取。

2. iPSC/ESC 分化來源（發(fā)育研究、遺傳病，無限供源）

• 路線：iPSC→定型內(nèi)胚層（Activin A）→前腸內(nèi)胚層（SB431542+Noggin）→肺芽→氣道 / 肺泡類器官；

• 關(guān)鍵因子：FGF10、BMP4、視huang酸（RA）定向肺譜系；后期加 KGF 促進 AT2 成熟；

• 周期：4–8 周，hPSC 來源常需培養(yǎng)以提升成熟度；

• 特點：可基因編輯（如 CRISPR 糾正 CFTR 突變），適合囊性纖維化、肺發(fā)育異常研究。

3. 進階共培養(yǎng)體系

• 血管化：加入內(nèi)皮細胞，構(gòu)建血管網(wǎng)絡(luò)，提升營養(yǎng)與氧氣供應(yīng)；

• 免疫整合：引入巨噬細胞、T 細胞，模擬感染 / 炎癥中的免疫 - 上皮互作；

• 氣液界面 + 微流控（類器官芯片）：模擬氣道通氣與液體流動，增強黏液纖毛清除功能。