德克薩斯生物醫學研究所的科學家們已經成功地在實驗室環境中培養出肺泡巨噬細胞，這是肺部的一種重要免疫細胞。這種細胞培養模型的開發大大簡化和降低了全球研究人員調查肺部炎症性疾病和探索潛在新療法的成本。

用透射電子顯微鏡觀察肺泡巨噬細胞樣細胞的細節。圖片來源：Texas Biomed

巨噬細胞是免疫系統中的”吃豆人”，能吃掉人體各組織中的垃圾。尤其是肺泡巨噬細胞，它們居住在肺部氣囊的內壁，那裡是空氣交換的場所。它們通常是對抗侵入肺部深層的病原體（如SARS-CoV-2 或導致肺結核的細菌）的最初免疫細胞。

德克薩斯生物醫學教授、醫學博士Larry Schlesinger 是發表在《mBio》雜誌上論文的資深作者，他說：”研究組織特異性細胞對於更好地了解健康和疾病的機制以及篩選潛在的新療法至關重要。”

博士後研究員蘇珊塔-帕哈里（Susanta Pahari）博士在COVID-19 大流行期間開發出了產生肺泡巨噬細胞樣(AML) 細胞的神奇雞尾酒。圖片來源：德克薩斯生物醫學公司

新舊對比

人類肺泡巨噬細胞的研究一直具有挑戰性，因為它們位於肺部深處，很難接觸到。通常情況下，它們是通過耗時且昂貴的肺部清洗收集的，這需要使用支氣管鏡穿過喉嚨進入呼吸道收集液體樣本。

這種新模式從簡單的抽血開始。分離出白細胞後，將其放入特氟隆罐中，並加入專門的細胞培養成分。再加入表面活性劑和三種不同的細胞因子蛋白，這些蛋白通常存在於肺泡內壁液中。

“我們稱之為”神奇雞尾酒”，”德克薩斯生物醫學公司博士後研究員、論文第一作者蘇珊塔-帕哈里（Susanta Pahari）博士說。”我們正在細胞培養中模擬肺泡環境。它讓細胞以為自己是在肺部。”

生成的肺泡巨噬細胞樣細胞（左）與通過肺洗液收集的人類肺泡巨噬細胞（右）非常相似，而無需花費時間、費用和侵入性收集程序。資料來源：德克薩斯生物醫學公司

在六天內，細胞分化或轉化為肺泡巨噬細胞樣細胞。生成的細胞與從肺洗液中收集的人類肺泡巨噬細胞的基因相似度高達94%。德克薩斯生物醫學公司團隊證實，該模型可用於研究肺結核和COVID-19；細胞很容易吸收病原體。

“開發出能夠幫助研究界的東西是一件非常有意義的事情，”Pahari 博士說。”我們已經收到了全球各地許多要求制定巨噬細胞培養方案的電子郵件。我們現在正在研究開發一種我們可以提供的試劑盒，讓其他人更容易複製我們所做的工作。”

支點與改進

在某種程度上，這一進步是COVID-19 大流行的副產品。當大流行襲來時，帕哈里博士無法輕易獲得人類肺泡巨噬細胞，他的研究也因此停滯不前。於是，他轉而專注於開發一種替代品。經過多年的反複試驗，他終於確定了雞尾酒中最有效的成分組合，並進行了基因測試和驗證。該模型改進了施萊辛格博士實驗室多年來用於製造人類巨噬細胞的標準方法。

施萊辛格博士說：”我們一直在使用源於人類單核細胞的巨噬細胞，它本身是一個很好的模型，但與獨特的肺泡巨噬細胞並不十分相似。最終奏效的方法讓人聯想到生成成體誘導多能幹細胞的過程，即把成體幹細胞放入特定雞尾酒中，幫助它們恢復到可以分化成全新組織的狀態。我很高興看到肺泡巨噬細胞樣細胞的全部潛力，以及它們是否能被整合到下一代肺器官組織中。”