Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/11714
Title: Ο ρόλος βρογχικών προγονικών κυττάρων στην πνευμονική αναγέννηση
Other Titles: The role of bronchial progenitor cells in lung regeneration
Authors: Ζαζάρα, Δήμητρα
Keywords: Βρογχικά επιθηλιακά κύτταρα
Πνευμονοκύτταρα τύπου ΙΙ
Πνευμονική βλάβη
Μπλεομυκίνη
Πνευμονική αναγέννηση
Καρκίνος πνεύμονα
Keywords (translated): Bronchial epithelial cells
Alveolar type II cells
Lung injury
Bleomycin
Lung regeneration
Lung adenocarcinoma
Abstract: Παρότι είναι γνωστή η συμβολή των πνευμονοκυττάρων τύπου ΙΙ στην αναγέννηση των πνευμονοκυττάρων τύπου Ι, τα προγονικά πνευμονικά κύτταρα που ευθύνονται για την αποκατάσταση και αναγέννηση των πνευμονοκυττάρων τύπου ΙΙ μετά από πνευμονική προσβολή δεν είναι γνωστά. Ακόμη, η κυτταρική προέλευση του καρκίνου του πνεύμονα δεν έχει πλήρως αποσαφηνιστεί. Σκοπός της παρούσης εργασίας ήταν η ταυτοποίηση του πνευμονικού κυτταρικού πληθυσμού που ευθύνεται για την αναγέννηση και αποκατάσταση του πνευμονικού παρεγχύματος και η μελέτη της συμβολής των συγκεκριμένων κυττάρων στη διατήρηση της μορφολογίας και λειτουργίας του πνεύμονα καθώς και στην πνευμονική καρκινογένεση. Χρησιμοποιήσαμε ειδικά τροποποιημένους διαγονιδιακούς ποντικούς για να μελετήσουμε την κυτταρική τύχη βρογχικών προγονικών κυττάρων μετά από πνευμονική προσβολή από μπλεομυκίνη, ναφθαλένιο και ουρεθάνη. Έγχυση μπλεομυκίνης προκάλεσε τοξικότητα στα πνευμονοκύτταρα τύπου ΙΙ (ΑΤΙΙ) με ταυτόχρονη αύξηση των βρογχογενών κυττάρων στις κυψελίδες. Κατά την περιφερική τους μετανάστευση, τα βρογχικά προγονικά κύτταρα απέκτησαν φαινοτυπικά χαρακτηριστικά πνευμονοκυττάρων τύπου ΙΙ. Οι πνευμονικοί όγκοι και οι υπερπλαστικές αλλοιώσεις που αναπτύχθηκαν μετά από χορήγηση ουρεθάνης αποικίζονταν σε μεγάλο βαθμό από βρογχικά επιθηλιακά κύτταρα. Με τη χρήση ζωικού μοντέλου γενετικής εξάλειψης του βρογχικού επιθηλίου, αναδείχθηκε η κρίσιμη συμβολή των βρογχικών επιθηλιακών κυττάρων στη διατήρηση της φυσιολογικής αρχιτεκτονικής και λειτουργίας του πνεύμονα. Συμπερασματικά, όπως προκύπτει από την παρούσα εργασία, τα βρογχικά επιθηλιακά κύτταρα είναι υπεύθυνα για την αναγέννηση των πνευμονοκύτταρων τύπου ΙΙ μετά από πνευμονική βλάβη, τη διατήρηση της πνευμονικής λειτουργίας και ομοιόστασης ενώ παράλληλα συμβάλλουν στην καρκινογένεση του πνεύμονα.
Abstract (translated): Although alveolar type I (ATI) cells are regenerated by alveolar type II (ATII) cells upon ATII cell death, the cellular origin of newly formed ATII cells after lung injury remains obscure. Recently, bronchial epithelial cells were found to differentiate into ATII cells upon bleomycin- or influenza virus-induced lung injury. Along other lines, ATII cells are thought to be the cell of origin of lung adenocarcinoma. However, most histological subtypes of lung cancer arise from the bronchial epithelium and the possibility of an airway epithelial origin for lung adenocarcinoma has not been definitively ruled out. However, the cellular fate models used for the above studies were incomplete in marking airway epithelial cells and likely underestimated bronchial epithelial-to-ATII cell differentiation rates in the naïve and injured lung, as well as the possible contribution of airway epithelial cells to the maintenance of normal lung structure and function in general. The aim of this study was to identify the lung stem cells that repopulate the alveoli after ATII cell death and to investigate their contribution to normal lung function, lung homeostasis as well as lung carcinogenesis. We hypothesized that, as opposed to the developing lungs, bronchial epithelial-originated cells are responsible for ATII cell regeneration post-full-blown lung development. To test our hypothesis, Scgb1a1.Cre and Lyz2.Cre mice expressing Cre recombinase in different lung lineages were crossed to mT/mG Cre-reporter mice expressing GFP in Cre recombined cells and tdTomato in all others. These lung cell fate reporters were treated with bleomycin or naphthalene for induction of ATII or bronchial epithelial cell death, respectively. Lungs were serially examined for GFP+ cells and CCSP/SFTPC expression before and after injury. mT/mG;Scgb1a1.Cre offspring displayed complete and exclusive GFP labelling of airway, but not alveolar epithelium, while mT/mG;Lyz2.Cre youngsters exhibited GFP marking of ~50% of ATII, but not of airway epithelial cells, providing two complementary models of airway versus alveolar cell fate. Aging mT/mG;Scgb1a1.Cre mice manifested spontaneous dispersion of GFP+ bronchial progenitors away from the airways into the distal alveoli, to subsequently express SFTPC and to replace naturally dying ATII cells, a process intensified by bleomycin-induced ATII death. Using both complementary lineage models, we also determined that airway, but not alveolar progenitors, repopulated the bronchi after naphthalene-triggered injury. Additionally, in the lungs of urethane-treated mT/mG; Scgb1a1.Cre mice, urethane-induced lung tumors, as well as preneoplastic lesions, feature a prominent GFP+ component. In order to investigate the role of bronchial epithelium in the maintenance of normal lung structure and function, transgenic mice lacking bronchial epithelial cells have been generated. Scgb1a1.Cre;mT/mG mice have been crossed to Dta mice which express diphtheria toxin (subunit A) in the Cre-expressing cells, thus allowing selective ablation in a cell specific manner. Scgb1a1.Cre; Dta; mT/mG offsprings were characterised by bronchial denudation and alveolar enlargement as well as altered respiratory system mechanics. Our findings suggest that bronchial epithelial cells can be mobilized during lung injury and carcinogenesis and can contribute significantly to epithelial renewal, lung homeostasis and distal lung adenocarcinoma development.
Appears in Collections:Τμήμα Ιατρικής (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
MSc DE.Zazara.pdf1.79 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.