肺泡是肺部的实质组织最末一级（24级）分支，外呼吸中气体交换的场所。成人肺中肺泡数目约为3亿。其大小约为0.2 mm。许多肺泡共同的开口于肺泡囊。

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肺泡的组成：

1. 小肺泡细胞，又称I型肺泡细胞，厚约 0.1微米，基底部是基底膜，无增殖能力。
2. 大肺泡细胞，又称II型肺泡细胞，分泌表面活性物质（二棕榈酰卵磷脂），以调节肺泡表面张力。
3. 肺巨噬细胞，来自于血液单核细胞。吞噬了较多尘粒的被称为尘细胞，而心衰细胞则是心力衰竭患者肺内出现的吞噬了血红蛋白分解产物的巨噬细胞。

肺泡与肺部毛细血管紧密相连。两者的膜大部分融合，有助于气体的快速扩散。而肺泡表面液体层，I型肺泡细胞与基膜，薄层结缔组织，毛细血管基膜与内皮组成了所谓的气-血屏障。

由于毛细血管内皮的对液体的通透性比肺泡细胞内皮的要高，心力衰竭患者体液会渗出到结缔组织中，造成间质性肺水肿。

肺泡上皮不仅对肺气体交换功能至关重要，而且是保护我们身体免受危害的重要屏障。为应对急性损伤，肺泡能够快速修复和再生新的肺泡上皮细胞，从而恢复完整的上皮屏障。肺泡上皮主要由两种类型的上皮细胞组成：肺泡Ⅰ型（AT1）和Ⅱ型（AT2）细胞。AT2 细胞是较小的立方体细胞，以其合成和分泌肺表面活性剂的功能而闻名。此外，AT2 细胞作为肺泡干细胞，可以在肺泡稳态和损伤后修复过程中分化成 AT1 细胞 (1-3）。AT1 细胞是大鳞状细胞，覆盖 95% 的肺泡表面积并形成薄气血屏障的上皮成分 (4,5)。

在胚胎晚期，AT1 和 AT2 细胞均从肺泡祖细胞分化并形成远端上皮球囊 ( 6 , 7 )。出生后，上皮球囊不断细分为许多较小的成熟气体交换单元，称为肺泡。这种出生后的发育过程称为肺泡发生，它发生在 90% 的人类肺泡和所有小鼠肺泡中 ( 8 )。在肺泡发生过程中，AT1 细胞扩大其表面积并使细胞体变平以适应出生后的肺生长（9）。AT1细胞传统上被认为是终末分化细胞。然而，最近一项令人兴奋的研究发现，成人 AT1 细胞保留了细胞可塑性，并且能够在 PNX 后肺泡再生过程中增殖并产生 AT2 细胞 ( 10 )。
尽管一系列研究极大地提高了我们对肺泡发育和再生过程中 AT1 细胞的认识 ( 4 , 9 – 18 )，但我们对 AT1 细胞的分子遗传学和命运规范仍然知之甚少。由于对成人 AT1 细胞群的发育和异质性缺乏了解，尚不清楚在肺泡再生过程中是否所有或仅一部分 AT1 细胞可以转分化为 AT2 细胞 ( 9 , 10 )。此外，由于难以分离这些脆弱的细胞，肺泡发生过程中的 AT1 细胞发育在转录组水平上的特征仍然很差。

I型

第一型肺泡细胞（type I alveolar cell），又称鳞状肺泡上皮细胞，或称小肺泡细胞，占肺部总表面积95%以上。主要形成肺泡壁之连续内衬，上面分布许多微血管，总面积有75平方米，可以让大量气体进行交换。

肺泡 I 型 (AT1) 细胞对肺的气体交换功能至关重要。AT1 细胞在损伤诱导的肺泡再生过程中保持其细胞可塑性。然而，我们对 AT1 细胞群的发育异质性知之甚少。wang的研究确定了出生后 AT1 细胞的强大遗传标记物，胰岛素样生长因子结合蛋白 2 (Igfbp2)。我们使用这个标记来证明出生后 AT1 细胞群实际上由两种 AT1 细胞亚型（Hopx + Igfbp2 +和 Hopx + Igfbp2 -AT1 细胞）在肺泡再生过程中具有不同的细胞命运。大部分成人 AT1 细胞表达 Igfbp2，并且在肺切除术后新肺泡形成过程中不能转分化为 AT2 细胞。因此，Hopx + Igfbp2 + AT1 细胞代表了终末分化的 AT1 细胞群。

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1 CE Barkauskas, et al., Type 2 alveolar cells are stem cells in adult lung. J Clin Invest 123, 3025–3036 (2013).
2 TJ Desai, DG Brownfield, MA Krasnow, Alveolar progenitor and stem cells in lung development, renewal and cancer. Nature 507, 190–194 (2014).
3 JR Rock, et al., Multiple stromal populations contribute to pulmonary fibrosis without evidence for epithelial to mesenchymal transition. Proc Natl Acad Sci USA 108, E1475–E1483 (2011).
4 DM Haies, J Gil, ER Weibel, Morphometric study of rat lung cells. I. Numerical and dimensional characteristics of parenchymal cell population. Am Rev Respir Dis 123, 533–541 (1981).
5 KC Stone, RR Mercer, P Gehr, B Stockstill, JD Crapo, Allometric relationships of cell numbers and size in the mammalian lung. Am J Respir Cell Mol Biol 6, 235–243 (1992).
6 EL Rawlins, CP Clark, Y Xue, BL Hogan, The Id2+ distal tip lung epithelium contains individual multipotent embryonic progenitor cells. Development 136, 3741–3745 (2009).
7 MZ Nikolić, et al., Human embryonic lung epithelial tips are multipotent progenitors that can be expanded in vitro as long-term self-renewing organoids. eLife 6, e26575 (2017).
8A  Churg, JL Wright, Proteases and emphysema. Curr Opin Pulm Med 11, 153–159 (2005).
9 J Yang, et al., The development and plasticity of alveolar type 1 cells. Development 143, 54–65 (2016).
10R Jain, et al., Plasticity of Hopx(+) type I alveolar cells to regenerate type II cells in the lung. Nat Commun 6, 6727 (2015).