Nature子刊解读！科学家成功利用人类干细胞构建出拥有完整功能的胸腺组织！

2020年12月21日 讯 /生物谷BIOON/ --近日，一项刊登在国际杂志Nature Communications上题为“Reconstitution of a functional human thymus by postnatal stromal progenitor cells and natural whole-organ scaffolds”的研究报告中，来自Francis Crick研究所等机构的科学家们通过研究利用人类干细胞和一种生物工程化的支架重建了人类胸腺—免疫系统中的一个重要器官，该项研究是迈向开发人造胸腺用于进行移植的重要一步。

胸腺是胸腔中的一个主要器官，也是T淋巴细胞的驻扎地，其在免疫系统的成熟过程中扮演着关键角色，如果胸腺无法正常工作或在胎儿发育期间无法形成，就会诱发机体产生严重的免疫缺陷等疾病，即机体无法抵御感染性疾病或癌变细胞（或自身免疫），即免疫系统会错误地攻击患者自身的健康组织。

在这项概念验证研究中，研究人员利用接收手术不得不移除器官的患者身上提取的干细胞重建了胸腺组织，当移植到小鼠体内时，这种生物工程化的胸腺就能够支持人类T淋巴细胞的成熟和功能性发育。尽管此前研究人员已经重建了其它器官或器官的部分结构，但本文研究中，研究人员首次重建了一个完整工作的人类胸腺；这不仅能够帮助深入研究开发治疗严重免疫缺陷的疗法，还能开发生长人工器官的新技术。研究者Sara Campinoti教授说道，本文研究揭示了我们可能会利用人类细胞重建功能性的胸腺，而且也有望开发出未来用作移植的胸腺组织。

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为了重建这一器官，研究人员从患者身上收集了胸腺，并在实验室中，将供体组织中的胸腺上皮细胞和胸腺间质细胞培育成为由数十亿细胞组成的细胞群落。随后研究人员获得了胸腺的结构支架，其能利用培养的胸腺细胞来进行新的填充；为此研究人员开发了一种新方法来移除大鼠胸腺中的细胞，仅剩下结构支架。他们不得不使用一种新型的微血管手术，因为传统方法对于胸腺似乎无效。研究者Asllan说道，这种方法非常重要，因为其能帮助我们从更大的器官中获得支架，比如人类胸腺，而这或许就是将这项美丽的工作引入临床中必不可少的东西。

随后研究人员向器官支架中注入了多大600万个人类胸腺上皮细胞以及来自实验室中培养的细胞群落的间质细胞，这些细胞能生长在支架上，而且仅仅过了5天，器官就能发育到与9周胎儿大小相似的阶段。最后研究人员将这些胸腺植入到了小鼠体内，结果发现，在超过75%的情况下，胸腺能够支持人类淋巴细胞的发育。研究者Roberta Ragazzini说道，实际上我们能将来自人类供体的胸腺干细胞广泛扩展为大规模的细胞群落，这一点让我们非常兴奋，同时也有望帮助开发出人类大小尺寸的胸腺组织。

研究者Roberta Ragazzini说道，除了为不能发挥作用的胸腺提供新的移植来源外，本文研究结果还有其它潜在的应用；比如，由于胸腺能够帮助免疫系统识别自我和非自我，其对器官移植构成了一个问题，因为其可能会诱发免疫系统攻击被移植的胸腺组织。因此研究人员就有可能利用来自供体胸腺中的细胞重新生长成的胸腺来进行移植，这或许就可能会预防机体免疫系统的攻击行为；目前该项研究尚处于早期阶段，但这确实让研究人员非常兴奋，因为其能消除患者终生服用免疫抑制剂的需要。后期研究人员还将继续深入研究探索其重建胸腺的工作，并进一步完善和扩大这一过程。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

【1】Campinoti， S.， Gjinovci， A.， Ragazzini， R. et al. Reconstitution of a functional human thymus by postnatal stromal progenitor cells and natural whole-organ scaffolds. Nat Commun 11， 6372 (2020). doi：10.1038/s41467-020-20082-7

【2】Scientists build whole functioning thymus from human cells

by The Francis Crick Institute