小鼠II型肺泡上皮細胞作為肺組織的關鍵功能細胞,不僅承擔著肺泡表面活性物質(PS)合成與分泌的核心職責,還具備增殖分化為I型肺泡上皮細胞(ATI細胞)的干細胞特性,在肺損傷修復、肺部疾病發病機制研究中具有不可替代的價值。其分離培養技術的優化與功能機制的深入探索,為呼吸系統疾病的基礎研究與臨床轉化提供了重要支撐。
ATII細胞的分離培養需兼顧細胞純度與活性,核心步驟包括肺組織獲取、酶解消化、細胞純化及體外培養。首先,選取6-8周齡SPF級小鼠,經頸椎脫臼法處死并無菌暴露胸腔,通過氣管插管注入胰蛋白酶-膠原酶混合消化液,37℃恒溫孵育20-30分鐘,使肺組織間質松散、細胞間連接解離。隨后,機械吹打肺組織獲得單細胞懸液,經100目濾網過濾去除組織碎片,采用差速貼壁法結合免疫磁珠分選技術(針對ATII細胞特異性表面標志物SP-C)純化細胞,可將細胞純度提升至85%以上。體外培養時,采用含10%胎牛血清、表皮生長因子(EGF)及胰島素轉鐵蛋白硒(ITS)的DMEM/F12培養基,置于37℃、5%CO?培養箱中,細胞接種后24小時貼壁生長,48-72小時進入對數增殖期,此時細胞形態呈立方狀,胞質內可見典型的板層小體(PS儲存結構)。
培養體系的優化是保障ATII細胞功能穩定的關鍵。研究表明,基質膠包被培養皿可模擬肺泡基底膜微環境,顯著提高細胞貼壁率與PS分泌能力;添加地塞米松可增強SP-C基因表達,維持細胞分化表型;而避免過高血清濃度(>15%)可減少成纖維細胞污染,防止細胞過度增殖導致功能喪失。此外,體外培養時間不宜超過7天,否則ATII細胞易發生上皮-間質轉化或分化為ATI細胞,影響實驗結果的穩定性。
ATII細胞的核心功能研究主要集中于三個方面:一是PS合成與分泌調控,其分泌的PS可降低肺泡表面張力、防止肺泡塌陷,該功能異常與新生兒呼吸窘迫綜合征、急性呼吸窘迫綜合征密切相關;二是增殖分化潛能,在肺損傷后,ATII細胞可通過自我更新并分化為ATI細胞,完成肺泡上皮的修復重建,其分化機制涉及Notch、Wnt等信號通路的調控;三是免疫調節作用,ATII細胞可表達Toll樣受體,識別病原體相關分子模式,分泌細胞因子參與肺部炎癥反應的調控,在肺部感染與免疫失衡疾病中發揮重要作用。