音頻科普:免疫系統(tǒng)的起源
發(fā)布時(shí)間:2020-06-03
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音頻科普:免疫系統(tǒng)的起源

圖源:pixabay

  胸腺,人體內(nèi)位于胸骨上端,左右兩肺葉之間,由兩葉不對(duì)稱的淡紅色或略帶黃色的薄片樣組織構(gòu)成。以前,人們把胸腺和闌尾一樣看待,認(rèn)為是一個(gè)演化過程中的痕跡器官,不怎么有用。然而,隨著近半世紀(jì)以來免疫學(xué)的進(jìn)展,人們發(fā)現(xiàn),部分骨髓免疫細(xì)胞,例如T細(xì)胞就在此成熟,是重要的免疫器官。

  T細(xì)胞是對(duì)抗感染和疾病的關(guān)鍵白細(xì)胞。這些T細(xì)胞在離開胸腺后,進(jìn)入血液和身體的其他部位進(jìn)一步成熟。T細(xì)胞尋找并消滅入侵的細(xì)菌和病毒,還能識(shí)別癌細(xì)胞并殺死它們。

  胸腺與其他器官很不一樣。因?yàn)樗趦和瘯r(shí)期最大,最活躍,并在青春期后萎縮。胸腺被稱為“生命的心臟起搏器”,到35歲時(shí)幾乎消失了。了解胸腺如何發(fā)育,衰退,可以揭示衰老以及免疫系統(tǒng)在生命中的變化。

人體免疫器官 圖源:Wikipedia

  了解人類胸腺的細(xì)胞圖譜,就有可能了解治療癌癥和自身免疫性疾病的新療法。

  來自英國(guó)紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)和比利時(shí)根特大學(xué)韋康桑格研究所的研究人員繪制了胸腺組織的全壽命圖譜,以了解胸腺組織是如何發(fā)育和產(chǎn)生重要的免疫細(xì)胞T細(xì)胞的。在未來,這些信息可以幫助研究人員制造人工胸腺和改良治療性T細(xì)胞。

  這項(xiàng)研究發(fā)表在2月的《科學(xué)》雜志上,人類胸腺圖譜揭示了新的細(xì)胞類型,并識(shí)別出了告訴未成熟免疫細(xì)胞如何發(fā)育成T細(xì)胞的信號(hào)。該圖譜還可以幫助科學(xué)家了解影響T細(xì)胞發(fā)育的疾病,如嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷癥(SCID),并加入到正在創(chuàng)建整個(gè)人體谷歌圖譜的人類細(xì)胞圖譜計(jì)劃中。

  胸腺發(fā)育中的問題會(huì)導(dǎo)致T細(xì)胞產(chǎn)生缺陷。這可能導(dǎo)致嚴(yán)重的免疫缺陷,比如容易感染。還有可能影響T細(xì)胞調(diào)節(jié),導(dǎo)致自身免疫性疾病,如I型糖尿病。雖然成熟的T細(xì)胞已經(jīng)得到了很好的研究,但是人類胸腺和T細(xì)胞的發(fā)育還沒有被完全了解。

  

  胸腺(圖左上角)與人體發(fā)育 圖源:文獻(xiàn)[1]

  研究人員利用單細(xì)胞技術(shù),從發(fā)育中的胸腺、兒童和成人的胸腺組織中分離并分析了大約20萬個(gè)細(xì)胞。他們觀察每個(gè)細(xì)胞中的哪些基因活躍,識(shí)別細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)新的細(xì)胞類型,并使用這些基因作為標(biāo)記,將每個(gè)細(xì)胞映射到胸腺中的確切位置。

  研究發(fā)現(xiàn),免疫細(xì)胞之間及其發(fā)育的微環(huán)境以協(xié)調(diào)的方式發(fā)生發(fā)育。在整個(gè)人類一生中以及跨物種的胸腺的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組譜,提供了天然組織微環(huán)境中T細(xì)胞發(fā)育的高分辨率普查。人類和小鼠胸腺之間的系統(tǒng)比較突出了人類特異性細(xì)胞狀態(tài)和基因表達(dá)特征。用于T細(xì)胞發(fā)育的胸腺小生境的詳細(xì)細(xì)胞網(wǎng)絡(luò),將有助于建立體外類器官培養(yǎng)模型。

  用這個(gè)胸腺細(xì)胞圖譜,我們正在瓦解發(fā)展中胸腺細(xì)胞信號(hào),并揭示基因需要開啟早期免疫前體細(xì)胞轉(zhuǎn)化為特定的T細(xì)胞。

人體T細(xì)胞發(fā)育,圖源:文獻(xiàn)[1]

  目前,治療性T細(xì)胞目前被用于臨床治療B細(xì)胞淋巴瘤和白血病癌癥,但這些治療的一個(gè)主要缺點(diǎn)是產(chǎn)生了T細(xì)胞的亞型。

  在未來,這個(gè)圖譜可以作為一個(gè)參考地圖,用來設(shè)計(jì)體外的T細(xì)胞,這些T細(xì)胞具有正確的特性來攻擊和殺死特定的癌癥——為腫瘤創(chuàng)造量身定制的治療方法。

  這張胸腺圖是繪制人體細(xì)胞圖譜任務(wù)的重要組成部分。它幫助我們了解體內(nèi)的發(fā)育途徑,以及與年齡相關(guān)的免疫系統(tǒng)衰退。這在細(xì)胞工程中有應(yīng)用,包括為再生醫(yī)學(xué)創(chuàng)造人工胸腺的可能性。這一公開的資源將使全世界的研究人員了解免疫系統(tǒng)如何發(fā)展來保護(hù)我們的身體?!?br>


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