Mayo Clinicの研究者らは、肺胞型2細胞内の分子回路をマッピングし、これが組織の再構築か感染との闘いかを決定するのを助けることを明らかにした。この研究は、2025年10月14日にNature Communicationsに掲載され、肺線維症やCOPDなどの慢性肺疾患に対する再生アプローチの新たな道筋を提案している。
肺胞型2 (AT2) 細胞は、空気嚢を開いたままにする界面活性剤タンパク質を分泌する一方で、ガス交換を担う肺胞型1 (AT1) 細胞を再生できる予備幹細胞としても機能します。肺線維症、COPD、COVID-19のような重症ウイルス感染を含む疾患では、AT2を介した再生が失敗し、回復を複雑化させることがあります。
シングルセルシーケンシング、先進的なイメージング、および前臨床損傷モデルを使用して、チームはAT2細胞がどのようにそのアイデンティティを取得するかを追跡しました。研究者らは、新生AT2細胞が出生後約1週間の運命の可塑性を保持し、その後成熟状態にコミットする前に修復のための重要な窓を狭めることを報告しています。この研究は、この移行をタイミングする3つの分子回路—PRC2、C/EBPα、およびDLK1—を特定しました。C/EBPαは幹細胞様の行動を抑制するクランプとして機能し、損傷後の再生にはそのクランプを解除する必要があることが著者らによって発見されました。
同じ調節プログラムは、AT2細胞が組織修復を優先するかどうかを、病原体防御状態を採用するかどうかを制御しているようにも見え、感染が回復を遅らせたり阻害したりする理由のメカニスティックな説明を提供します。「これらの特殊な細胞が同時に両方の仕事をできないことを発見して驚きました」と、主任著者のDouglas Brownfield博士は述べました。「一部は再構築にコミットし、他のものは防御に焦点を当てます。その労働分担は本質的です。」彼は付け加えました：「肺の修復を考えるとき、それは単にスイッチを入れることだけではありません—通常これらの細胞が幹細胞のように行動しないようにするクランプを除去することです。私たちはそのクランプの一つと、これらの細胞の修復能力をタイミングする方法を発見しました。」
Mayo Clinicは、これらの発見が肺の自然な修復プログラムを強化することを目的とした治療法を情報提供できると指摘しました。C/EBPαの活性を微調整する薬は、最終的に肺線維症のような疾患で組織を再構築したり瘢痕を制限したりするのに役立つ可能性があり、この研究はAT2細胞が一つの状態に閉じ込められているタイミングを明らかにすることで早期疾患の特定を支援するかもしれません。「この研究は、肺の自然な修復メカニズムを強化する能力に近づき、現在進行を遅らせることしかできない状態を予防または逆転する希望を提供します」とBrownfieldは述べました。
Mayo Clinicは、この研究が早期疾患検出と予防に焦点を当てたPrecureイニシアチブに沿い、再生医療を通じて臓器不全の予防と機能回復を対象とするGenesisイニシアチブを推進すると述べました。
この研究は、主任著者のAmitoj S. Sawhneyが主導し、Brownfieldが主任著者として、2025年10月14日にNature Communicationsに掲載されました（DOI: 10.1038/s41467-025-64224-1）。