弗朗西斯·克里克研究所和倫敦大學(xué)學(xué)院（UCL）的研究人員利用人類干細胞和生物工程支架重建了人類胸腺。胸腺是免疫系統(tǒng)中的一個重要器官，這一成果標志著向構(gòu)建一個用于移植治療的人工胸腺邁出了重要的一步。克里克研究所上皮干細胞生物學(xué)和再生醫(yī)學(xué)實驗室的研究員薩拉·坎皮諾蒂博士說：“證明有可能從人類細胞中建立起一個正常的胸腺，這是朝著培育胸腺邁出的關(guān)鍵一步，胸腺有朝一日可以用作移植。”

第一作者Campinoti及其同事在《自然通訊》（Nature Communications）（“通過出生后的間質(zhì)祖細胞和天然全器官支架重建功能性人類胸腺”）中的報告總結(jié)道，“這是一個重要的原始證明，人類胸腺的長壽命現(xiàn)象僅在出生后使用，而培養(yǎng)細胞是可以實現(xiàn)構(gòu)建的。”

胸腺位于胸部，是一個主要的淋巴器官，對T細胞的成熟和選擇至關(guān)重要。當(dāng)胸腺功能不正常，或胎兒發(fā)育過程中器官沒有形成，其造成的結(jié)果包括嚴重的免疫缺陷，即身體無法抵抗傳染病或癌細胞，或自發(fā)性免疫紊亂，免疫系統(tǒng)錯誤地攻擊患者自身的健康組織。研究人員繼續(xù)說：“由于胸腺控制免疫能力和免疫耐受性的發(fā)展，其功能性分離和隨后利用所需細胞群進行重建可能為許多醫(yī)療條件提供強有力的工具，包括原發(fā)性或獲得性免疫缺陷?！笔聦嵣?，培養(yǎng)的胸腺切片目前被用于無胸腺病人的移植，但是在臨床上尚未滿足的需要。

然而，作者指出，迄今為止，試圖建立一個功能齊全的胸腺的嘗試只是出現(xiàn)了“有限的成功”，可能是因為這個器官太復(fù)雜了。但是，他們也指出，利用出生后的上皮干/祖細胞和間充質(zhì)細胞可能可以實現(xiàn)這一點，但是還有一些“不確定性”，比如這些細胞是否能夠在體外得到足夠數(shù)量的擴增。在他們最新報道的概念驗證研究中，科學(xué)家們描述了他們是如何利用從手術(shù)中切除器官的病人身上提取的干細胞成功重建胸腺的。當(dāng)生物工程胸腺移植到小鼠體內(nèi)時，能夠支持成熟和功能性人類T淋巴細胞的發(fā)育。因此前科學(xué)家們認為，他們已經(jīng)成功地重建了整個胸腺器官。

為了創(chuàng)造出完整的器官，研究人員首先從接受開胸心臟手術(shù)的病人身上采集胸腺，然后在實驗室里，將捐贈組織中的胸腺上皮細胞（TEC）和胸腺間質(zhì)細胞（TIC）培養(yǎng)成數(shù)十億個細胞集落。下一步是獲得胸腺的結(jié)構(gòu)支架，他們用培養(yǎng)的胸腺細胞重新繁殖。為此，合作者Asllan Gjinovci博士，Crick的一位高級實驗室研究科學(xué)家，開發(fā)了一種新的方法來去除大鼠胸腺中的所有細胞，只剩下結(jié)構(gòu)支架。研究人員不得不使用一種新的微血管外科手術(shù)方法來治療，因為傳統(tǒng)的方法對胸腺無效。Gjinovci評論道，“這種新方法很重要，因為它使我們能夠從更大的器官（如人類胸腺）獲得支架，這是將這項美麗的成果帶到臨床上必不可少的東西。”

然后，當(dāng)研究人員將他們在實驗室中生長的菌落中的胸腺上皮細胞和胸腺間質(zhì)細胞注射到器官支架上，細胞在支架上開始生長，僅5天后，器官就發(fā)育到與9周大胎兒相似的階段?！坝锌赡芘囵B(yǎng)出器官大小、支持胸腺基質(zhì)細胞存活的三維結(jié)構(gòu)和適當(dāng)?shù)目臻g組織，進而促進胸腺細胞分化，”作者評論道。

當(dāng)研究小組將實驗室培育的胸腺植入“人源化”小鼠體內(nèi)時，他們發(fā)現(xiàn)在超過75%的移植中，胸腺能夠支持人類淋巴細胞的發(fā)育。作者之一羅伯塔·拉加茲尼博士（Roberta Ragazzini）是克里克研究所的博士后研究科學(xué)家，他進一步指出：“我們可以將取自人類捐贈者的胸腺干細胞廣泛地擴展到大的集落，這一事實真的令人興奮。這使得擴大這一過程成為可能，以建立‘人類大小’的胸腺?！?/span>

該團隊認為，這項工作代表著重要的一步，不僅可以進一步研究和治療嚴重免疫缺陷，而且對開發(fā)人造器官生長的新技術(shù)有更廣泛的意義。正如作者總結(jié)道,“在這項研究中所描述的數(shù)據(jù)臨床數(shù)據(jù)表明,產(chǎn)后人類胸腺上皮(TEC)和間質(zhì)細胞(TIC)可以在體外擴增，,適合重建仿人體功能胸腺…通過克服障礙功能，胸腺只有擴大,產(chǎn)后供體基質(zhì)細胞,是我們發(fā)現(xiàn)目前治療方法有限的免疫疾病一個工具，包括給先天性無胸腺患者提供了實用的前景。”

科學(xué)家們正在繼續(xù)完善和擴大重建thymi的過程。“除了為胸腺功能不全的人提供一種新的移植來源，我們的工作在未來還有其他潛在的應(yīng)用，”Crick的資深作者和小組領(lǐng)導(dǎo)、倫敦大學(xué)學(xué)院感染和免疫部門教授Paola Bonfanti博士說?！袄纾叵賻椭庖呦到y(tǒng)從非自身中識別自我，給器官移植帶來問題，因為它會導(dǎo)致免疫系統(tǒng)攻擊移植的器官。我們有可能通過移植來自器官捐獻者胸腺細胞的胸腺再生細胞來克服這個問題。我們相信，這可能會防止身體攻擊移植。這背后的研究仍處于早期階段，但這是一個令人興奮的概念，可以讓病人在余生不再需要服用免疫抑制劑。