制造离子细胞：迈向囊性纤维化的细胞或基因治疗的一步

囊性纤维化跨膜传导调节剂(CFTR)调节剂是囊性纤维化的突破，改善了氯离子和水的运动，并润湿了粘液分泌物。但这些药物价格昂贵，不能对所有囊性纤维化患者有效，并且有副作用和与其他药物的相互作用。对CFTR调节剂有反应的人必须终生服用它们。

波士顿儿童医院肺内科主任Ruby Wang医学博士和Benjamin Raby医学博士设想了一种替代方法：细胞疗法或针对最近才发现的细胞类型的基因疗法。

盯着离子细胞

2018年，发表在《自然》杂志上的两项研究震撼了囊性纤维化科学界。他们发现CFTR基因突变主要影响离子细胞 - 以前未知的细胞，仅占气道细胞的1%。令人惊讶的是，超过90%的CFTR蛋白是由这些稀有细胞制造的。

现在，在《美国呼吸与重症监护医学杂志》(American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine)上，Wang和波士顿大学的同事报告了首次使用干细胞技术从患者身上产生离子细胞。波士顿儿童医院的合作者包括干细胞研究项目的Thorsten Schlaeger博士和Yang Tang，以及肺医学的Stuart Rollins医学博士和Chantelle Simone-Roach。

这一成就意味着现在可以在培养皿中研究离子细胞，以了解它们的生物学 - 以及它们可能用作治疗载体。

“也许我们可以纠正患者的离子细胞并将它们放回肺部，”王说。“这就是为什么它令人兴奋。

推翻CF中的教条

离子细胞可能在囊性纤维化中起关键作用的想法最初引发了强烈的怀疑。这种不寻常的细胞如何帮助保持肺部清洁?气道的纤毛细胞沿着气道推动粘液，似乎是目标的逻辑细胞。

“当我在医学院时，福音是CFTR突变在纤毛细胞中，”王说。“我们当时不相信离子细胞，也没想到会制造出来。

但令他们惊讶的是，他们做到了。从患者的血细胞开始，Wang和她的同事创造了诱导多能干细胞。然后，他们指导干细胞以逐步方式分化，首先通过先前发表的协议产生气道基底样细胞(iBC)。出乎意料的是，修改协议并刺激iBC产生了具有高水平CFTR蛋白的离子细胞。

在培养皿中，离子细胞有很长的延伸，有点像神经元。这导致研究人员推测他们可能正在与其他细胞交谈并影响其他细胞。王认为，梳理出他们到底在做什么还需要更多时间。

“现在我们需要找出离子细胞的发育起源和功能，”王说。“这很难研究，因为它们太罕见了。

Wang的工作是波士顿儿童医院正在进行的更大努力的一部分。她和Raby与干细胞研究计划的合作者Carla Kim博士，Schlaeger博士和George Daley博士一起成立了肺细胞治疗计划，以寻求肺部疾病的替代疗法。拥有最相关的受影响细胞，以及用于研究它们的基于人类细胞的平台，囊性纤维化可能是第一个测试案例。