科学家们用人类细胞构建了完整的胸腺
弗朗西斯克里克研究所(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,重建了一个人类胸腺,这是免疫系统中的一个重要器官。他们的工作是朝着人造胸腺移植迈出的重要一步。
胸腺是在免疫系统中起重要作用的T淋巴细胞成熟的胸部器官。如果胸腺不能正常工作或在胎儿在子宫内发育期间没有形成,就可能导致严重免疫缺陷等疾病,即身体不能抵抗传染病或疾病癌细胞即自身免疫,即免疫系统错误地攻击患者自身的健康组织。
在他们的概念验证研究中,发表在自然通讯今天,科学家们用干细胞从手术中不得不摘除器官的病人身上取下。当移植到小鼠体内时,生物工程胸腺能够支持成熟和功能性人类T淋巴细胞的发育。
虽然研究人员以前也曾重建过其他器官或器官的部分,但这是科学家首次成功重建一个完整的人类胸腺。这项主要由欧洲研究委员会(ERC)资助的研究,不仅是进一步研究和治疗严重免疫缺陷的重要一步,而且在更广泛的意义上,是开发培育人造器官的新技术的重要一步。
克里克大学上皮干细胞生物学和再生医学实验室的作者兼研究员萨拉·坎皮诺蒂说:“这表明,从胸腺中构建一个工作胸腺是可能的人类细胞这是向培育胸腺迈出的关键一步,将来可以用于移植。”
为了重建这个器官,研究人员从病人身上收集胸腺,并在实验室里培养出胸腺上皮细胞细胞而胸腺间质细胞从捐献的组织中分裂成数十亿个细胞的许多菌落。
研究人员的下一步是获得胸腺的结构支架,他们可以用他们培养的胸腺细胞重新填充。为此,研究人员Asllan Gjinovci开发了一种新方法,从大鼠胸腺中移除所有细胞,只留下结构支架。他们不得不使用一种新的微血管手术方法,因为传统方法对胸腺无效。
阿斯兰说:“这种新方法很重要,因为它使我们能够从更大的器官中获得支架人胸腺这是将这项美丽的工作带到诊所的关键。”
然后,研究人员向器官支架注射了多达600万个人类胸腺上皮细胞,以及来自他们在实验室培养的菌落的间质细胞。细胞在支架上生长,仅5天后,器官就发育到与9周大胎儿相似的阶段。
最后,研究小组将这些胸腺植入小鼠体内。他们发现,在超过75%的病例中,胸腺能够支持人类淋巴细胞的发育。
这篇论文的另一位作者Roberta Ragazzini补充道:“事实上,我们可以广泛地将来自人类捐赠者的胸腺干细胞扩展到大群体,这真的令人兴奋。这使得扩大这一过程,以构建‘人类大小’的胸腺成为可能。”
克里克中心的资深作者和小组负责人、伦敦大学学院感染与免疫学部教授Paola Bonfanti说:“除了为没有胸腺的人提供新的移植来源外,我们的工作还有其他潜在的未来应用。
“例如,由于胸腺有助于免疫系统识别自我和非自我,这就给器官移植带来了一个问题,因为它会导致疾病免疫系统攻击移植器官。
“我们有可能通过移植从器官捐赠者胸腺中提取的细胞再生出的胸腺来克服这一问题。我们有信心,这可以防止身体攻击移植。这项研究仍处于早期阶段,但这是一个令人兴奋的概念,它可以让患者在余生中不再需要服用免疫抑制剂。
研究人员正在继续他们重建胸腺的工作,以完善和扩大这一过程。
进一步探索