英利用人類幹細胞重建完整胸腺

2020-12-16 光明網

據《自然·通訊》雜誌日前發表的一項概念驗證研究,英國弗朗西斯·克裡克研究所和倫敦大學學院的科學家利用人類幹細胞和生物工程支架,重建了人類免疫系統中的重要器官——胸腺,該項研究朝著構建可用於移植的人工胸腺邁出了重要一步。

胸腺是一個胸部器官,在免疫系統中起著至關重要作用的T淋巴細胞成熟於此。如果胸腺無法正常工作或無法在子宮內胎兒發育期間形成,則可能導致疾病,例如人體無法抵抗傳染病或癌細胞的嚴重免疫缺陷疾病,或是免疫系統錯誤攻擊患者健康組織的自身免疫疾病。

在新研究中,科學家們使用了在手術期間必須切除的患者器官的幹細胞來重建胸腺。當被移植到小鼠體內時,經過生物工程改造的胸腺能夠支持成熟的功能性人類T淋巴細胞的發育。這是科學家首次成功地重建完整人類胸腺。

為了重建該器官,研究人員從患者那裡收集了胸腺,並在實驗室中將捐贈組織的胸腺上皮細胞和胸腺間質細胞培養成數十億個細胞的菌落。為獲得胸腺的結構支架以便於用培養的胸腺細胞重新組裝,研究人員開發了一種從小鼠胸腺中去除所有細胞僅保留結構支架的新方法。

研究人員給器官支架注入了多達600萬個實驗室培養的人類胸腺上皮細胞以及間質細胞。細胞生長在支架上,僅5天後,器官已發展到與9周大的胎兒相似的階段。最後,研究人員將這些胸腺植入小鼠體內。他們發現,超過75%的胸腺能夠支持人類淋巴細胞的發育。

研究人員表示,胸腺移植後常常導致免疫系統排斥移植體。通過移植從器官供體的胸腺中提取的細胞生長出的胸腺,或許能克服這一問題,從而消除患者在餘生中服用免疫抑制劑的需求。

(記者 馮衛東)

來源: 科技日報

相關焦點

  • Nature子刊:成功利用人類幹細胞構建出功能完整的胸腺組織
    >近日,一項刊登在國際雜誌Nature Communications上題為「Reconstitution of a functional human thymus by postnatal stromal progenitor cells and natural whole-organ scaffolds」的研究報告中,來自Francis Crick研究所等機構的科學家們通過研究利用人類幹細胞和一種生物工程化的支架重建了人類胸腺
  • 「新突破」人工胸腺由人類幹細胞和生物支架構成,可作移植物造福胸腺疾病患者
    最近有研究人員利用幹細胞重建了胸腺,它竟然能支持T淋巴細胞的發育。胸腺是人體中樞免疫淋巴器官,能產生胸腺素和免疫活性細胞,有防感染、穩定自身免疫監視功能,延緩衰老的作用。此外,胸腺還被喻為人的「壽命時鐘」,是人體最早開始衰老的器官。
  • 國內科研團隊利用誘導多能幹細胞實現T細胞免疫再生
    T細胞是一類執行獲得性免疫功能的免疫細胞,在機體抗腫瘤、抗病毒感染等方面發揮重要作用。近年來,根據T細胞的細胞毒性原理的臨床免疫療法(如CAR-T,TCR-T)成為治療惡性腫瘤的新手段,部分腫瘤患者經治療後病情得到緩解甚至治癒,病人生存、生活質量得到顯著改善。
  • 骨髓間充質幹細胞移植幹預衰老獼猴胸腺結構和功能的變化
    老年治療組獼猴經股靜脈輸注骨髓間充質幹細胞(1×107/kg),隔天輸注,連續3次;幼年組獼猴和老年組獼猴在同一時間輸注等體積的生理鹽水。分析輸注後老年治療組獼猴胸腺細胞亞群輸出水平、分泌水平以及各組獼猴胸腺指數、胸腺組織結構和胸腺組織膠原纖維沉積變化。
  • 人類胸腺第一個細胞圖譜成功繪製 揭示免疫系統起源有助於癌症免疫...
    來自英國紐卡斯爾大學和比利時根特大學韋康桑格研究所的研究人員繪製了胸腺組織的全壽命圖譜,以了解胸腺組織是如何發育和製造重要的免疫細胞T細胞的。在未來,這些信息可以幫助研究人員製造人工胸腺和改良治療性T細胞。2月20日發表在《科學》雜誌上的人類胸腺圖譜揭示了新的細胞類型,並識別出了告訴未成熟免疫細胞如何發育成T細胞的信號。
  • Nat Immunol:蛋白酶體介導CD8 T細胞胸腺選擇過程
    由於胸腺蛋白酶體主要表達於胸腺基質上皮細胞(cTEC)中,因此由cTEC產生的用於陽性選擇的多肽與機體其它部位產生的多肽類型(比如mTEC以及用於介導陰性選擇的胸腺樹突狀細胞)應該存在差異。研究表明,缺失胸腺蛋白酶體b5t亞基的小鼠存在一定的CD8 T細胞成熟障礙。這表明陽性選擇可能需要特異性的抗原表位驅動。
  • 科學家利用人類iPS細胞重建眼部角膜組織功能
    圖片摘自:webeye.ophth.uiowa.edu2016年7月4日 訊 /生物谷BIOON/ --近日,刊登於國際雜誌Nature上的一項研究報告中,來自大阪大學醫學院的科學家們通過研究開發了一種2D培養系統,該系統可以通過促進人類誘導多能幹細胞
  • Nature:利用人誘導性多能幹細胞重建人體分節時鐘
    2020年4月3日訊/生物谷BIOON/---在一項新的研究中,來自日本京都大學等研究機構的研究人員利用人誘導性多能幹細胞(ipsC)重建出人體分節時鐘(segmentation clock),這是胚胎發育研究的焦點。
  • 如何利用CRISPR技術編輯人類誘導多能幹細胞?
    年時研究者開始對小鼠進行實驗,隨後在人類機體中進行實驗,研究者表示他們有可能將成體的皮膚細胞轉化成為多能幹細胞,隨後這些多能幹細胞就能夠被誘導轉化成為任何類型的細胞,這些細胞是個體基因組在細胞尺度的化身,而且其可以幫助科學家開發出那些不能取自活體的細胞類型,ipsCs通常能夠提供方法來模仿單成因及複雜的人類疾病,同時還可以指導進行基於細胞的療法。
  • J Immunol:胸腺中存在大量自體反應性B細胞
    2016年7月12日 訊 /生物谷BIOON/ --胸腺是T細胞成熟的初級淋巴器官,前T細胞進入胸腺後能夠遷移到皮質區域從而進行TCR的重排。之後,T細胞會發生兩個主要的選擇事件。首先,TCR會選擇性地與MHC分子進行結合,發生陽性選擇過程,介導陽性選擇過程的主要是皮質區胸腺上皮細胞(TEC)。
  • 日本科學家利用iPS幹細胞在鼠內培育人類胰臟
    近期,日媒報導了日本近日批准利用iPS幹細胞在實驗鼠體內培育人類胰臟的研究項目。研究小組將於近期實施,以確認利用相關技術能否在動物體內正常形成臟器。早前,日本科學家已首次成功在老鼠的體內培育出小白鼠的胰臟,但由於日本規定禁止在動物體內培育人類器官,後來日本科學家聯合美國史丹福大學在美國啟動一項在豬體內培育人類器官的實驗:將人類的iPS幹細胞在豬體內培育胰臟。
  • 幹細胞分化方向可隨成長環境改變
    幹細胞是尚未分化成熟的細胞,除胚胎幹細胞外,多數幹細胞常常「命中注定」只能成長為某一種特定的細胞。但刊登在19日出版的英國《自然》雜誌上的一項最新研究成果顯示,只要改變成長環境,來自胸腺的幹細胞也可以「轉行」變為毛囊細胞。這對於研究器官組織再生具有重要意義。  據英國愛丁堡大學發布的公告,該校研究人員和瑞士同行進行的這項研究成功改變了實驗鼠胸腺幹細胞的「命運」。胸腺是存在於人和許多動物胸部的一個器官,它是免疫細胞T細胞的生成地,在免疫系統中發揮著重要作用。
  • 西班牙醫學家利用人類幹細胞造出首個「人工腎」
    中國網11月19日訊 據西班牙《國家報》網站11月17日報導,15年前,人類在「再生醫學」領域內邁出了偉大的一步,那就是發現了胚胎幹細胞。15年後的今天,人類再次打破了醫學研究的瓶頸,對生物醫學這一科目有了更加清晰的認識。繼新一代微型「人造肝臟」和「人造大腦」之後,西班牙醫學家利用胚胎幹細胞製造出了微型「人造腎」。
  • 細胞外基質重建你的身體
    損壞的肌肉能夠在一定程度上再生,但如果某一特定肌肉群受到嚴重傷害,傷疤組織將阻礙肌肉的重生。從身體其他部位移植肌肉是目前唯一的辦法,但巴迪拉克說,移植的肌肉不能很好地發揮作用。通常,這樣的傷害就意味著截肢手術和安裝假肢。但是,如果你能利用基質從自身體內吸引並培育肌肉呢?
  • 河南幹細胞_幹細胞與再生醫學發展目標_鄭大中科博生
    利用新技術建立新型多能幹細胞系和新物種的多能性幹細胞系。利用mRNA、蛋白質或小分子化合物誘導等多種手段建立新型的多能幹細胞。利用重編程或其他發育生物學手段在新物種中建立起穩定的多能幹細胞系;結合材料科學、生物力學開發新型材料,大規模培養幹細胞;開發新型培養系統,穩定培養能滿足臨床治療或藥物開發等需求的幹細胞。
  • 用幹細胞製作人類胚胎模型為時不遠?
    用幹細胞製作人類胚胎模型為時不遠?12月14日 05:31 來源:科技日報 參與互動    科技日報北京12月13日電 (記者張夢然)在實驗室內利用幹細胞製作小鼠和人類胚胎模型正在快速向前發展
  • Science:構建出真渦蟲的完整細胞圖譜和譜系樹
    2018年4月24日/生物谷BIOON/---相同的幹細胞如何變成複雜的發揮著各種各樣功能的體細胞?幹細胞如何分化為人體中的多種細胞類型是現代醫學科學的一個謎。在一項新的研究中,來自德國馬克斯-德爾布呂克分子醫學中心(MDC)和亥姆霍茲中心的研究人員通過將複雜的單細胞RNA技術與核酸測序和計算方法相結合,構建出一種完整而又複雜的成年動物---具體而言是地中海圓頭渦蟲,學名Schmidtea mediterranea---的詳細細胞圖譜,並重建出所有被鑑定出的細胞的譜系樹。他們的研究結果也為細胞再生功能提供了新的見解。
  • 間充質幹細胞或可成為治療重症肌無力的理想種子細胞
    目前重症肌無力主要的治療手段包括緩解症狀的藥物治療、免疫抑制劑、血漿置換、胸腺切除手術,但無特別有效的治療辦法,且隨著病程發展藥物的療效會越來越差。除了造血幹細胞,實驗結果表明,臍帶間充質幹細胞也能有效緩解重症肌無力的相關症狀。研究詳情重症肌無力約有80%合併胸腺異常,20%合併胸腺瘤。胸腺組織中生發中心存在大量T細胞,刺激外周血中的B細胞活化增殖,生成特異性抗體。
  • 人類多能幹細胞培養出皮膚「類器官」治療禿頂成為可能
    幹細胞也被稱為「種子細胞」,這是因為它具有多向分化的潛能,在特定條件下,幹細胞能夠分化成為機體組織器官所需的各種類型的細胞,如神經幹細胞、肝細胞、胰島細胞、心肌細胞等等。因此,利用幹細胞進行人工組織或器官的再生,用於器官移植,也是目前再生醫學研究的一個重點。
  • 南加州大學臨床研究員將利用幹細胞重建骨骼和抗癌
    The Broad臨床研究獎學金於2015年創立,目的讓加利福尼亞州認證的臨床科學家能夠參與並加速幹細胞相關方法以治療損傷和疾病的研究,並且這些獎學金可能會連續續期二年。兒童最常見的實體瘤——神經母細胞瘤南加州大學醫學中心的外科醫生Abigail Zamora將研究造成神經母細胞瘤的癌症幹細胞。對於高危轉移性神經母細胞瘤患兒,存活率低於50%。薩莫拉希望通過了解推動癌症幹細胞進化的分子信號並幹擾這些信號來改善預後。