Sox2-positive Alveolarzellen reagieren auf bleomycin-induzierte Lungenschädigung
Das alveoläre Epithel der Lunge fungiert als kritische Barriere, die eine zentrale Rolle beim Gasaustausch und der Immunabwehr spielt. Dieses Epithel besteht hauptsächlich aus Alveolarzellen Typ I (AT1) und Typ II (AT2), die strukturell eng verbunden sind. Bei Schädigungen können verschiedene Stamm- und Vorläuferzellen zur Reparatur beitragen. Bronchioalveolare Stammzellen (BASCs) differenzieren beispielsweise in alveoläre und bronchiale Zellen. Eine Subpopulation von Alveolarzellen mit Lamininrezeptor α6β4 (ohne Surfactant-Protein C, SPC) regeneriert AT2-Zellen nach Bleomycin-induzierter Schädigung. Seltene Keratin-5-positive Basalzellen bilden nach Influenza-Infektion alveoläre Epithelzellen.
Sex-determining Region Y-Box 2 (Sox2), ein Transkriptionsfaktor, ist für die Selbsterneuerung und Pluripotenz embryonaler Stammzellen entscheidend. Seine Rolle bei der Reparatur des alveolären Epithels blieb jedoch unklar. Diese Studie untersuchte, ob Sox2-exprimierende Alveolarzellen an der Regeneration nach Verletzungen beteiligt sind.
Mauslungenzellen wurden mittels Elastase-Digestion isoliert und mittels Fluoreszenz-aktivierter Zellsortierung (FACS) in SFTPC-GFP-Reportermäusen analysiert. Antikörper gegen CD31-Biotin, CD34-Biotin, CD45-Biotin, CD24-Phycoerythrin (PE), EpCAM-PE-Cy7 und Sca-1-APC wurden verwendet. Die mRNA-Expression von Sox2 und β-Aktin wurde mittels Echtzeit-PCR quantifiziert. Immunfluoreszenzanalysen in Sox2-GFP-Transgenmäusen lokalisierten Sox2-positive Zellen. Ein Bleomycin-induziertes Lungenschädigungsmodell (2,5 E/kg intratracheal) diente zur Untersuchung der Reparaturmechanismen. Statistiken erfolgten mittels SPSS 17.0 (t-Test; Signifikanzniveau p < 0,05).
Die FACS-Analyse identifizierte SPChi- (AT2) und SPClow-Zellen (geringe SPC-Expression). Die Sox2-mRNA-Expression war in SPClow-Zellen niedriger als in Club-Zellen, aber höher als in AT2-Zellen (p < 0,05). Immunfluoreszenz in SFTPC-GFP-Mäusen zeigte Sox2-positive SPClow-Zellen im Alveolarbereich. In Sox2-GFP-Reportermäusen bestätigte sich die alveoläre Lokalisation. Nach Bleomycin-Gabe stieg der Anteil Sox2+SPClow-Zellen unter SPC+ Alveolarzellen bis Tag 14 signifikant an, was auf eine aktive Reparaturphase hinweist.
Zusammenfassend identifiziert diese Studie eine Sox2+SPClow-Zellpopulation in der Mauslunge, die auf Bleomycin-induzierte Schäden reagiert. Diese Zellen unterscheiden sich von bekannten epithelialen Stammzellen. Die Rolle von Sox2 in der Regulation dieser Zellen bedarf weiterer Forschung. Die Ergebnisse deuten auf einen bisher unbekannten Reparaturmechanismus des alveolären Epithels hin.
Danksagung
Gefördert durch die Nationale Naturwissenschaftliche Stiftung Chinas, die Naturwissenschaftliche Stiftung Tianjins und den Wissenschafts- und Technologiefonds des Tianjin Haihe-Krankenhauses.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000001086