摘要
本研究通过优化3D细胞培养体系成功构建了具有功能稳定性的肺泡类器官模型，该模型可长期维持肺泡II型上皮细胞（AT2）的生物学特性，并检测到新冠病毒受体ACE2的表达。该模型为研究病毒-宿主相互作用及肺损伤机制提供了新型体外研究平台。
引言
SARS-CoV-2主要通过ACE2受体感染肺泡上皮细胞，引发急性呼吸窘迫综合征（ARDS）。传统2D培养体系存在以下局限性：
- AT2细胞体外培养易向I型细胞不可逆分化
- 难以模拟肺泡微环境的三维结构特征
- 缺乏功能性表面活性蛋白分泌能力
本研究采用基质胶包埋技术结合特定生长因子组合，成功构建具有以下特征的肺泡类器官：
- 保持AT2细胞标志物SFTPC/SFTPB持续表达
- 维持肺泡上皮细胞极性结构
- 重现病毒受体表达特征
材料与方法
实验材料（表1）
| 材料名称 | 商品编号 | 来源 |
|---|---|---|
| 人源肺泡上皮细胞 | Cat. No. 3200 | ScienCell |
| 类器官专用Matrigel® | Cat. No. 356255 | Corning |
| Transwell insert | Cat. No. 3470 | Corning |
| 小气道上皮细胞培养基（SAGM） | Cat. No. CC-3118 | Lonza |
| Notch信号激活肽（Jagged-1） | Cat. No. AS-61298 | AnaSpec |
| 成纤维细胞生长因子7（FGF7） | Cat. No. CH73 | Novoprotein |
| （后续材料略）... |
实验流程
1. 肺泡类器官构建
关键步骤说明：
- 基质胶预处理：Matrigel®需在4℃缓慢解冻以保持生物活性
- 培养基优化：添加FGF7（100 ng/mL）和Noggin（100 ng/mL）协同调控Notch/Wnt信号通路
- 细胞接种策略：采用Transwell系统实现气体交换模拟
- 应激保护：初始培养期添加Y27632（10 μM）抑制ROCK信号通路
2. 细胞分选与传代
创新点：
- 使用MACS磁珠分选技术（图4）
- HT2-280抗体特异性标记AT2细胞表面标志物
- 传代成功率提升至85%±5%
结果与讨论
1. 结构特征分析
- 形态学观察：Transwell膜上可见直径100-200 μm的球状结构（图1）
- 极性维持：ZO-1紧密连接蛋白呈环状分布（图3C截面图）
- 分化调控：HOPX（I型细胞标志物）表达量降低至<5%（图2）
2. 功能验证
- 表面活性物质分泌：SFTPC mRNA表达水平较2D培养组提高12.3倍
- 病毒受体检测：ACE2蛋白在类器官表面呈斑片状分布（图3D）
结论
本研究建立的肺泡类器官模型具有以下优势：
- 体外维持AT2细胞干性长达6个月
- 重现肺泡微环境的三维结构特征
- 为新冠病毒感染机制研究提供类器官模型
展望
未来研究方向包括：
- 建立宿主-病毒共培养体系
- 开发自动化类器官培养系统
- 构建患者特异性类器官库
