肺是人体呼吸系统中最重要的器官，承载着呼吸调节功能、免疫功能、肺循环功能、造血功能等多种重要的功能。肺泡是肺部气体交换的主要部位，也是肺的功能单位。
正常人肺组织中有40多种不同类型的细胞，通常分为两大类：一类包括形成和维持组织结构的细胞，另一类包括免疫细胞和炎症细胞。II型肺泡上皮细胞(AEC2)是属第一类的最重要的细胞之一，不仅有维持正常肺结构完整的种种重要功能，而且它的功能紊乱对各种呼吸系统疾病至关重要。Ⅱ型肺泡上皮细胞功能障碍已经被证实与急性肺损伤、间质性肺疾病、肺部肿瘤、高氧肺损伤、肺结核、慢性阻塞性肺疾病等肺部疾病息息相关[1]。
因此，研究来自肺部疾病患者的AEC2可能有助于深入了解早期AEC2功能障碍可导致多种肺部疾病的机制。但AEC2的获取十分困难，且获得的AEC2容易转换成Ⅰ型AECs。而由干细胞诱导分化得到AEC2成为解决这一问题的突破点。
2013年Barkauskas等人发现AEC2与AEC1之间存在转化关系[2]。2014年Huang SX等人建立了一种通过诱导人类多能干细胞定向分化产生AEC2等呼吸系统细胞类型的完整流程与方法。对患者特异性治疗起到关键性作用[3]。2017年Finn Hawkins等人在体外设计和发育分化了NKX2-1GFP报告多能干细胞(PSCs)，以产生和分离表达NKX2-1但最初缺乏分化的肺谱系标记物的人类原始肺祖细胞。并发现，经过纯化后，这些分化得到的原始肺祖细胞表现出肺上皮成熟。通过实时成像，时间序列全转录组学分析和单细胞RNA测序分析方法得到进化上保守的、阶段依赖的早期肺发育基因在原始人类肺祖细胞中特异性表达的结论[4]。
Anjali Jacob等人于2017年报告了从人类PSCs生成的肺泡上皮2型细胞(AEC2)的全过程，并发现PSC衍生的AEC2s可以为远端肺部的疾病建模和未来功能再生提供平台[5]。2019年Alyssa J Miller等人根据多能干细胞分化AEC2的实验方法与人类多能干细胞(hPSCs)分化形成腹前肠球体的实验思路，进一步分化产生了人类肺类器官和芽尖祖类器官，同时概述了完整的分化方案[6]。至此，由多能干细胞分化肺细胞的方案与研究思路有了完整的规程。
虽然干细胞分化AEC2的方法已经被推广应用，但是在干细胞研究的道路上，仍旧有很多需要探索的问题，干细胞分化与介导干细胞分化的具体机制依然未被完全证实。
[1] 杨航,张红.肺泡Ⅱ型上皮细胞与肺部疾病的研究进展[J].安徽医药,2021,25(02):217-221.
[2] Barkauskas CE, Cronce MJ,et al. Type 2 alveolar cells are stem cells in adult lung. J Clin Invest. 2013 Jul;123(7):3025-36. doi: 10.1172/JCI68782.
[3] Huang SX, Islam MN, et al. Efficient generation of lung and airway epithelial cells from human pluripotent stem cells. Nat Biotechnol. 2014 Jan;32(1):84-91. doi: 10.1038/nbt.2754.
[4] Hawkins F, Kramer P, et al. Prospective isolation of NKX2-1-expressing human lung progenitors derived from pluripotent stem cells. J Clin Invest. 2017 Jun 1;127(6):2277-2294. doi: 10.1172/JCI89950.
[5] Jacob A, Morley M, et al. Differentiation of Human Pluripotent Stem Cells into Functional Lung Alveolar Epithelial Cells. Cell Stem Cell. 2017 Oct 5;21(4):472-488.e10. doi: 10.1016/j.stem.2017.08.014.
[6] Miller AJ, Dye BR, et al. Generation of lung organoids from human pluripotent stem cells in vitro. Nat Protoc. 2019 Feb;14(2):518-540. doi: 10.1038/s41596-018-0104-8.
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