Abstrakt:
Att förstå hur andningsrör (bronker och bronkioler) och kapillärer (små blodkärl) bildas under embryonal utveckling är avgörande för att få insikter om lungutveckling och potentiella terapeutiska strategier för luftvägssjukdomar. Denna studie syftar till att belysa de molekylära mekanismerna som styr bildandet av dessa väsentliga lungstrukturer.
Metoder:
1. In vivo-analys: Vi använder musmodeller för att studera lungutvecklingen i livmodern. Genom histologisk analys och avbildningstekniker undersöker vi de temporala och rumsliga mönstren för andningsrör och kapillärbildning.
2. Cellulära och molekylära studier: Isolerade lungceller odlas och utsätts för olika behandlingar för att undersöka deras beteende och svar på utvecklingssignaler. Vi använder genuttrycksanalys, proteinanalyser och funktionella analyser för att identifiera nyckelmolekyler och signalvägar involverade i andningsrör och kapillärbildning.
3. Genetisk härkomstspårning: Vi använder genetiska härstamningsspårningstekniker för att bestämma ursprung och migrationsmönster för celler som bidrar till andningsrör och kapillärbildning. Detta gör att vi kan spåra utvecklingsbanorna för specifika cellpopulationer.
Resultat:
1. Tidsmässig koordinering: Våra fynd visar att andningsrör och kapillärer bildas på ett koordinerat sätt under lungutvecklingen. Bildandet av större andningsrör föregår utvecklingen av mindre grenar och kapillärer.
2. Molekylära regulatorer: Vi identifierar flera viktiga transkriptionsfaktorer, tillväxtfaktorer och signalvägar som reglerar bildandet av andningsrör och kapillärer. Dessa molekyler kontrollerar cellproliferation, differentiering, migration och organisation.
3. Mobilinteraktioner: Vi observerar invecklade interaktioner mellan epitelceller, endotelceller och mesenkymala celler under bildandet av andningsrör och kapillärer. Dessa interaktioner involverar cell-celladhesionsmolekyler, extracellulära matriskomponenter och parakrin signalering.
4. Härstamningsspårning: Våra härstamningsspårningsstudier visar att specifika progenitorceller ger upphov till både respiratoriska epitelceller och endotelceller. Detta tyder på att en gemensam pool av progenitorer bidrar till bildandet av båda strukturerna.
Slutsats:
Vår studie ger en omfattande förståelse av de utvecklingsmekanismer som ligger bakom andningsrör och kapillärbildning. Vi identifierar viktiga regulatoriska molekyler och cellulära interaktioner som orkestrerar dessa processer. Denna kunskap har implikationer för att förstå lungutveckling, diagnostisera och behandla luftvägssjukdomar och potentiellt generera biokonstruerad lungvävnad för transplantation. Ytterligare forskning behövs för att utforska den translationella potentialen hos dessa fynd och utveckla terapeutiska strategier baserade på dessa utvecklingsinsikter.
