肺成纤维细胞-解锁肺部疾病研究和药物筛选新模型
2025-10-29
肺成纤维细胞（Lung Fibroblasts）是肺间质细胞的重要组成部分，负责合成细胞外基质，在维持肺结构稳定和强度方面具有重要作用。同时，肺成纤维细胞的异常激活与肺纤维化和其他肺部疾病的发展密切相关，是肺部疾病机制和药物开发和筛选等研究中重要的体外模型。目前治疗肺部疾病的药物无法从基因层面即疾病的本质发挥疗效，还易产生脱靶效应或不良副作用等问题。而siRNA疗法的问世为疾病治疗和药物开发领域带来了新的希望。目前，siRNA疗法在治疗肝脏疾病方面已取得成功，这主要得益于GalNAc介导的肝靶向siRNA递送系统的成功应用，而对于肝外组织，比如肺脏siRNA递送，目前虽取得了一定的进展，但仍面临递送困难等难题。因此，药物递送系统是决定肺靶向siRNA药物治疗疾病是否有效的关键因素之一，而肺成纤维细胞是肺靶向siRNA递送研究的重要工具。本文简要介绍肺成纤维细胞的特点及功能，以供参考。
01 肺成纤维细胞简介
成纤维细胞（Fibroblasts）是结缔组织中最为常见的细胞类型之一，广泛分布于皮肤、骨骼、肌肉、内脏、血管等组织中。它们在维持组织结构完整性、促进伤口愈合以及调节免疫反应等方面发挥着至关重要的作用。肺成纤维细胞（Lung Fibroblasts）是肺组织中重要的间质细胞，主要分布于肺间质，主要功能是合成和分泌胶原蛋白以及其他细胞外基质（ECM）, 构成肺部的结构支架, 从而维持肺组织的稳定和强度。肺成纤维细胞具有异质性, 分布在肺脏不同的区域, 发挥着多样的生理和病理功能。根据成纤维细胞在肺内分布位置以及功能的不同, 可以将肺成纤维细胞分为支气管周、动脉外膜、肌成纤维细胞以及肺泡成纤维细胞（图1）。这些不同类型的肺成纤维细胞在肺部各个区域中发挥不同的功能, 维持肺部的生理稳态并参与损伤修复和组织再生过程。
肺成纤维细胞的主要生理功能如下：
· 维持肺组织的结构和功能：可分泌胶原蛋白、弹性蛋白和纤维连接蛋白等细胞外基质，构建肺组织的框架，对于维持肺组织的结构完整性和弹性起着关键作用。
· 参与组织修复和重塑：在肺组织受到损伤时，成纤维细胞被激活，开始增殖并合成新的基质来修复受损区域，有助于恢复肺组织的正常结构和功能。
· 调节炎症反应：通过与炎症细胞相互作用，如巨噬细胞、淋巴细胞等，影响炎症的进程和消退，在肺部炎症反应的调控中发挥重要作用。
· 维持细胞外环境的稳态：负责调节基质的更新和代谢，保持肺组织细胞外环境的稳定，确保肺部细胞的正常生理功能。
02 肺成纤维细胞在药物研发中的应用
肺成纤维细胞在肺部组织稳态、修复和再生过程中扮演着至关重要的角色, 而肺成纤维细胞的异常激活以及过度增生可能导致肺部组结构的改变与功能异常，从而引起多种肺部疾病。肺成纤维细胞是肺部药物研发中重要的体外模型和研究对象，在肺纤维化（PF）、慢性阻塞性肺疾病（COPD）及哮喘等多种肺部疾病药物筛选、机制验证及疗效评估等方面具有广泛应用。
药物筛选与活性评估
体外培养的肺成纤维细胞可用于筛选抑制细胞异常活化的药物。例如，通过检测药物对成纤维细胞增殖（如CCK-8、EdU标记）、迁移（如Transwell实验）、肌成纤维细胞转化（α-SMA表达水平）及ECM（如I型胶原蛋白、纤维连接蛋白）合成的影响，筛选出潜在的抗纤维化药物。
机制验证及靶点发现
利用肺成纤维细胞研究药物的作用靶点。例如，通过基因敲除/敲入、RNA 干扰等技术调控特定信号通路（如TGF-β/Smad、PI3K/Akt、MAPK等），观察肺成纤维细胞功能变化，明确药物是否通过抑制这些通路发挥作用，为靶点验证提供依据。还可通过高通量测序或蛋白质组学分析激活态肺成纤维细胞的差异基因/蛋白，筛选出可能的治疗靶点（如特定细胞因子受体、转录因子），并利用细胞模型验证其有效性。
药物毒性评估
药物对肺部的潜在毒性（如肺损伤、纤维化风险）需要通过体外模型初步评估，肺成纤维细胞是重要工具：
1.细胞毒性检测：通过检测药物对肺成纤维细胞存活率、形态变化的影响，评估药物的直接毒性。
2.纤维化倾向预测：某些药物可能诱导肺成纤维细胞异常活化，通过检测药物处理后细胞ECM分泌量、α-SMA表达等指标，预测其引发肺纤维化的潜在风险（如某些化疗药物、抗心律失常药物）。
组织工程和再生医学
肺成纤维细胞可诱导重编程为多能干细胞，或与肺泡上皮细胞共培养构建肺类器官（lung organoids），用于肺损伤修复模型或药物筛选。其在生物材料支架中的定向分化也为人工肺开发提供新思路。
肺靶向SiRNA递送
目前医药市场针对常见肺部疾病的临床治疗策略主要局限于生物制剂、抗生素和小分子化药。这些药物多以控制疾病进展和改善患者疾病发作频率为主，无法从基因层面控制发病。同时由于生物制剂和小分子药物通常存在脱靶效应或不良副作用，患者肺部疾病治疗效果不佳。siRNA疗法在肝脏疾病治疗领域的成功应用使得进一步探索肺部siRNA药物治疗成为可能。基于siRNA的肺靶向递送至关重要，需要结合了肺部和siRNA特性综合设计递送策略，而肺成纤维细胞是肺靶向siRNA递送研究的重要工具。
03 IPHASE相关产品
综上所述，肺成纤维细胞（Lung Fibroblasts）在肺部生理稳态维持和病理损伤中扮演着复杂而关键的双重角色：正常情况下，它是肺组织的 “守护者”；而在异常激活时，它却可能成为肺结构与功能的 “破坏者”，导致多种肺部疾病发生。这种特性使其成为理解肺稳态维持与疾病发生的关键靶点，也为肺部疾病的精准治疗提供了独特视角。因此，研究肺成纤维细胞对于理解肺部生理功能、疾病机制及开发新型治疗策略（比如肺靶向siRNA药物）等方面具有重大意义。鉴于此，IPHASE作为体外研究生物试剂引领者，凭借先进的设备、专业的技术人员和多年研发经验，成功研发出正常人肺成纤维细胞（Normal Human lung Fibroblasts），助力客户进行肺部药物开发等研究。
相关新闻
咨询