医学研究：利用人体细胞构建出功能完整的胸腺

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弗朗西斯.克里克研究所（the Francis Crick Institute）和伦敦大学学院（University College London）的研究人员利用人类干细胞和生物工程支架，重建了人类胸腺（免疫系统的一个重要器官）。他们的工作是一个重要的奠基石，从此可以构建用于移植的人工胸腺。
胸腺是位于胸腔的一个器官，淋巴T细胞（在免疫系统中发挥重要作用）则在其中成熟。如果胸腺功能异常或者子宫中发育的胚胎没有形成胸腺，将会导致疾病的发生，或引发严重的免疫缺陷，意味着身体不能对抗感染性疾病或癌细胞，或引起自身免疫病，即免疫系统错误地攻击患者自身的健康组织。
他们验证性的研究结果发表在最近的《自然·通信》（Nature Communications），科学家们使用来自手术切除胸腺的a患者的干细胞重建了胸腺。科学家将生物工程编辑后的胸腺移植到小鼠体内，该胸腺能支持人类T细胞的发育并保障T细胞的成熟和功能。
虽然此前研究人员已能重建其他的一些器官或器官的一部分，但此次是科学家首次成功重建一个完整的正常人类胸腺。研究由欧洲研究委员会（European Research Council ，ERC）资助，这不仅为严重免疫缺陷的进一步研究奠基，还能促进更多新型技术的发展，以此培育人工器官。


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克里克研究所上皮干细胞生物学与再生医学的研究员、论文的作者Sara Campinoti说：“我们有可能使用人类细胞来构建一个功能正常的胸腺，这一点十分关键，表明有朝一日我们有能力培养出用于移植的胸腺。”
为了重建可移植的胸腺，研究人员收集了来自患者的胸腺组织，并在实验室用这些捐献的组织培养出许多含有数十亿细胞的胸腺上皮细胞群落和胸腺间质细胞群落。
下一步，研究人员从胸腺中获得一个结构骨架，借此重新填入已经培养好的胸腺细胞。为此，研究人员Asllan Gjinovci发明了一个新方法，移除了大鼠胸腺所有的细胞，只保留结构骨架。由于传统的方法对胸腺效果不佳，于是他们使用了一种新的微血管手术方案。
Asllan说：“这一新方法很重要，因为它使我们能从更大的器官（如人类胸腺）获得骨架，这对该优秀技术的临床转化非常重要。”


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随后，研究人员将来自实验室培养的细胞群落中的600万个人类胸腺上皮细胞和相同数量的间质细胞注射到胸腺骨架。这些细胞生长在骨架上，仅仅过了五天，胸腺就生长到胚胎9周时才有的状态。
最后，研究团队将这些胸腺移植回小鼠。他们发现，在超过75%的小鼠上，胸腺都能支持人类淋巴细胞的发育。
Roberta Ragazzini作为论文作者之一，补充道：“事实令人非常激动，因为我们能够成规模地扩增来自人类捐献者的胸腺细胞，产生大的细胞群落。这有可能通过扩大规模培育看起来‘合适人类尺寸的’胸腺。”
伦敦大学学院的感染与免疫部门的教授、克里克研究中心的团队领导、论文的高级作者Paola Bonfanti说：“除了为失去胸腺的人们提供一个新的胸腺移植来源，我们的研究还有其他一些潜在应用价值。”
“比如说，尽管胸腺能帮助免疫系统识别自体和异体的成分，但这会对器官移植造成问题，因为会引起免疫系统对移植器官的攻击。”
“我们有可能够克服这种困难，使用移植器官捐献者的胸腺细胞培育出新的胸腺，并在移植器官的同时移植新培养的胸腺。我们对此有信心，因为这有可能避免受体对移植器官的攻击。尽管背后的研究还为时尚早，但是这是个令人激动的概念，即在移植术后的余生，患者有可能无需服用免疫抑制剂。”
研究人员目前仍在对胸腺的重建进行研究，以便改进技术并扩大规模。
翻译 陈振翀
审校 巢栩嘉
引进来源：medicalxpress
引进链接：https://medicalxpress.com/news/2020-12-scientists-functioning-thymus-human-cells.html


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