American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine

ヒト気道には、特殊なエフェクター機能を持つ多数の異なる細胞集団からなる偽層上皮が並んでいます(1,2)。 これらには、繊毛細胞、分泌細胞（杯およびクラブ）、基底細胞、および神経内分泌細胞が含まれるが、それぞれの異なる集団の豊富さおよび有病率は、気道の近位–遠位軸全体でかなり変化し、また有意な種間差を示す。 病理学的気道リモデリングは、慢性閉塞性肺疾患、喘息、および嚢胞性線維症を含む多くの慢性肺疾患の顕著な特徴であり、気道上皮における実質的な病 しかし、これらの病理学的変化の病因は、部分的には、これらの上皮集団の分化および修復を調節するメカニズムに関する基本的な知識の欠如のために、あまり理解されていない。 したがって、出生後の分化成長、恒常性の維持、気道上皮の再生を担う常駐幹細胞または前駆細胞の特定の役割を解明することは、基本的に重要である（3）。 肺は内因性の修復が可能であることは明らかであり、適切な状況を考えると、これは広い範囲の疾患にわたって肺の損傷を修復するための再生医療戦略を設計し、実施する可能性を開く。 クラブ細胞は、ヒトの小気道上皮の主要な分泌細胞を表し、そのような細胞の約20％を構成し、管腔内に延びる滑らかなドーム状の頂端表面とSCG1A1タンパク質（クラブ細胞10としても知られている）の発現によって形態学的に明確に区別される（4）。 これらの特殊な上皮細胞の個体発生と機能に関する我々の知識の多くは、マウスで行われた研究に由来しますが、翻訳性を複雑にするヒトとマウスの気道の間に実質的な解剖学的違いがあります（5）。 重要なのは、基底細胞、マウスとヒトの肺の両方で認識された幹細胞集団は、ヒトでは、基底細胞を含む偽層化上皮が限り呼吸細気管支として、はるかに遠; したがって、マウスの気管は、より密接にヒトに見られる小さな気道に似ています。 さらに、クラブ細胞は、マウス肺のすべての伝導性気道を配列するが、ヒトの小さな気道だけに制限される。 マウス気管の偽層上皮では、基底細胞が一次前駆細胞として作用し、自己再生およびクラブおよび繊毛細胞への分化が可能である（6-8）。 マウス気管のクラブ細胞は一過性に増幅する集団として存在するが、自己再生および多系統分化のためのそれらの能力は、損傷後に強化される（6）。 逆に、クラブ細胞の自己再生集団は、繊毛細胞およびムチン分泌杯細胞（6、9）への前駆細胞として機能し、マウスの遠位気管支および細気管支気道の基底 さらに、マウスの研究では、クラブ細胞が免疫調節、酸化ストレス低減、および生体外代謝（10-13）に参加することによって重要な保護役割を果たしているこ しかし、マウスとヒト気道を覆う細胞の組成の著しい違いを考えると、それは我々が翻訳経路に沿ってさらに移動する前に、恒常性と修復におけるヒト気道クラブ細胞の起源と役割を明らかにすることが重要である。

基底細胞はヒト気道における繊毛細胞および粘液産生細胞の前駆細胞であるが（8、14）、ヒト小気道クラブ細胞の個体発生および機能は不明であり、これはZuoらによって報告されたエレガントな研究の主題である（pp.1375-1388）ジャーナル（15）のこの問題で報告されている。 著者らは、主成分勾配解析を用いて、健康な非喫煙者における小気道基底細胞とクラブ細胞との間の存在論的リンクを実証し、続いて、単離された基底細胞が空気–液体界面（ALI）培養においてクラブ細胞に分化することを示した。 したがって、マウス気管からの知見に合わせて、基底細胞は説得力のあるヒト小気道における定常状態の条件下でクラブ細胞の前駆体であることが示された。 この結論は説得力があるが、それはALIで偽層化上皮への基底細胞のin vitro培養と分化は本当にALI培養で見られる基底細胞の過剰表現によって具現化されたように、人間の肺のin vivoでのコンテクストにおける気道上皮恒常性を調節する複雑な微小環境の手がかりと相互作用を反映することはありませんことを認められるべきである。 また、マウスに見られ、ヒト小気道におけるクラブ細胞増殖の以前の観察によって支持されているように、クラブ細胞の自己再生の可能性を排除しない（4）。 さらに、マウスでの研究を考えると、出生後の肺成長中のクラブ細胞前駆細胞としての基底細胞の相対的な意義が肺損傷後に観察されたものとは異 基底細胞から発生するクラブ細胞は、既存のクラブ細胞から発生するものと機能的に同じであり、慢性肺疾患では分化異常または破壊されていますか？ 上記のように、マウスでの研究は、クラブ細胞が自己再生するだけでなく、繊毛および粘液産生細胞を含む複数の成熟上皮細胞型に分化する能力を有 したがって、それはトランスクリプトームとALI培養分析は、繊毛細胞マーカー β-チューブリンIVと杯細胞マーカー MUC5ACを発現するSCGB1A1+細胞のサブセットを定義 これらは、ヒトの小さな気道クラブ細胞も多能性であるという考えを支持し、純粋な繊毛または杯細胞集団の開発における中間、移行段階を表すこ あるいは、ヒト小気道内の細胞のこれらの別個の、新規集団であるか？ 今後の研究では、個体発生、運命の可能性、およびこれらの細胞の機能的意義をさらに定義し、これらの集団が傷害/ストレス後または病気の状態で過Zuoたちはまた、多様な生物学的活性におけるヒト小気道クラブ細胞の潜在的に新しい機能的役割を同定するために、単一細胞解析を用いた。

Zuoたち マウスでのこれまでの研究（10-13）に沿って、著者たちは、ホストの防衛と生体外代謝におけるヒトの小さな気道クラブ細胞のための拡大された役割を明らかにするが、彼らはまた、抗プロテアーゼの防衛、遺伝性肺障害、および病原体認識における刺激的な潜在的な共謀を強調しています。 これらの研究の意味は潜在的にかなりのものであり、間違いなく健康と病気のバランスを定義する上で小さな気道クラブ細胞の役割の私たちの しかし、これらの知見の相対的な機能的意義は明らかに尋問され、より完全に定義する必要があり、クラブ細胞の相対的な意義は、ヒト気道の近位遠位軸全体でこれらの生物学的経路を調節する上で他の上皮系統と比較しているようにする必要があります。 さらに、これらの経路が異常であるかどうかを検証するために、慢性肺疾患を有する患者からのクラブ細胞の転写および関連する機能解析を実行す それにもかかわらず、これらの知見は、将来の尋問を導くための優れたリポジトリとリソースとして役立ち、Zuoらの研究は、ヒトクラブ細胞の個体発生と生物学を定義する上で独創的な研究と見なすことができます。

肺の上皮性幹細胞：多くの人にとって特権的な少数または機会ですか？ 開発2006;133:2455-2465。

気道基底幹細胞：上皮恒常性およびリモデリングにおけるそれらの役割に関する視点。 DisモデルMech2010;3:545-556。