人体肺部组织发育过程中R-spondin2阳性间质细胞形成Bud

摘要：人体呼吸道上皮细胞来源于肺部远端bud祖细胞，而这群 bud tip progenitors 接受周围间质细胞的信号转导，其相关机制目前尚不明确。本文作者通过人体肺组织单细胞RNA测序数据发现发育过程中间质细胞群高度富集WNT信号通路分子Rspo2，同时bud tip 邻近部位高表达Rspo2受体Lgr5分子。作者通过Organoid 模型，移植体外培养以及流式分选Rspo2阳性间质细胞等一系列实验证实Rspo2结合bud tip中Lgr5分子激活WNT信号来维持bud tip progenitors 全能性。

背景：人体肺部在受孕后四周即肺buds从腹前前肠内胚层发起开始发育，随着分支发起，最后形成上皮管状的网状结构。已有文献报道在分支发起过程中，每个分支bud存在一群瞬时上皮祖细胞即bud tip progenitors，动物模型谱系追踪实验证实这群bud tip progenitors能产生各类型肺上皮。小鼠中已有文献报道bud tip progenitors周围的间质细胞为这群bud tip progenitors提供物理和生物化学性支持，并对于它的干性维持至关重要，但其相关机制尚不明确。

结果一：作者发现孕后8.5至19周期间，肺部bud tip progenitor 具有较高的活性，通过单细胞RNA测序数据和聚类分析显示在转录水平上可分为上皮细胞、间质细胞、免疫细胞和内皮细胞四种clusters，为进一步分析间质细胞类型对bud tip progenitors的作用机制，作者提取非平滑肌间质细胞cluster0和cluster1重新聚类分析。重新聚类转录水平上分为五种不同细胞簇，cluster4表达平滑肌经典marker SM22和ACAT2，cluster2高富集SOX11和STC1，cluuster3高度富集ELN和MGP，作者将关注点着重在高表达RSPO2、WNT2和LIFR的cluster0和cluster1。已有相关文献报道人体肺部 bud tip progenitor cell体外培养需要加外源WNT激动剂处理，作者提出高表达RSPO2、WNT2和LIFR的cluster0和cluster1可能为bud tip progenitor发挥作用。

结果二：作者通过8.5-19周的人体胎儿肺部组织切片FISH和IF检测RSPO2阳性间质细胞特异性毗邻于bud tip progenitor cells，同时RSPO2阳性间质细胞表达WNT2和FGFR4，而SM22阳性气道平滑肌位于近端bud tip临近上皮细胞；FISH检测RSPO2受体Lgr5在肺部远端bud tip progenitor特异性表达，RSPO2共受体RNF43和ZNRF3在bud tip中高度富集。经典WNT信号分子AXIN2在SOX9阳性bud tip 祖细胞表达。以上数据进一步证明间质细胞中RSPO2结合bud tip progenitor中的Lgr5激活WNT信号维持祖细胞的干性。

待续