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免疫系統的起源

免疫系統的起源(科學播報) 0:00/0:00
最新發布時間: 2020-04-01
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圖源:pixabay

  胸腺,人體內位于胸骨上端,左右兩肺葉之間,由兩葉不對稱的淡紅色或略帶黃色的薄片樣組織構成。以前,人們把胸腺和闌尾一樣看待,認為是一個演化過程中的痕跡器官,不怎么有用。然而,隨著近半世紀以來免疫學的進展,人們發現,部分骨髓免疫細胞,例如T細胞就在此成熟,是重要的免疫器官。

  T細胞是對抗感染和疾病的關鍵白細胞。這些T細胞在離開胸腺后,進入血液和身體的其他部位進一步成熟。T細胞尋找并消滅入侵的細菌和病毒,還能識別癌細胞并殺死它們。

  胸腺與其他器官很不一樣。因為它在兒童時期最大,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歲時幾乎消失了。了解胸腺如何發育,衰退,可以揭示衰老以及免疫系統在生命中的變化。

人體免疫器官 圖源:Wikipedia

  了解人類胸腺的細胞圖譜,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制了胸腺組織的全壽命圖譜,以了解胸腺組織是如何發育和產生重要的免疫細胞T細胞的。在未來,這些信息可以幫助研究人員制造人工胸腺和改良治療性T細胞。

  這項研究發表在2月的《科學》雜志上,人類胸腺圖譜揭示了新的細胞類型,并識別出了告訴未成熟免疫細胞如何發育成T細胞的信號。該圖譜還可以幫助科學家了解影響T細胞發育的疾病,如嚴重聯合免疫缺陷癥(SCID),并加入到正在創建整個人體谷歌圖譜的人類細胞圖譜計劃中。

  胸腺發育中的問題會導致T細胞產生缺陷。這可能導致嚴重的免疫缺陷,比如容易感染。還有可能影響T細胞調節,導致自身免疫性疾病,如I型糖尿病。雖然成熟的T細胞已經得到了很好的研究,但是人類胸腺和T細胞的發育還沒有被完全了解。

  

  胸腺(圖左上角)與人體發育 圖源:文獻[1]

  研究人員利用單細胞技術,從發育中的胸腺、兒童和成人的胸腺組織中分離并分析了大約20萬個細胞。他們觀察每個細胞中的哪些基因活躍,識別細胞,發現新的細胞類型,并使用這些基因作為標記,將每個細胞映射到胸腺中的確切位置。

  研究發現,免疫細胞之間及其發育的微環境以協調的方式發生發育。在整個人類一生中以及跨物種的胸腺的單細胞轉錄組譜,提供了天然組織微環境中T細胞發育的高分辨率普查。人類和小鼠胸腺之間的系統比較突出了人類特異性細胞狀態和基因表達特征。用于T細胞發育的胸腺小生境的詳細細胞網絡,將有助于建立體外類器官培養模型。

  用這個胸腺細胞圖譜,我們正在瓦解發展中胸腺細胞信號,并揭示基因需要開啟早期免疫前體細胞轉化為特定的T細胞。

人體T細胞發育,圖源:文獻[1]

  目前,治療性T細胞目前被用于臨床治療B細胞淋巴瘤和白血病癌癥,但這些治療的一個主要缺點是產生了T細胞的亞型。

  在未來,這個圖譜可以作為一個參考地圖,用來設計體外的T細胞,這些T細胞具有正確的特性來攻擊和殺死特定的癌癥——為腫瘤創造量身定制的治療方法。

  這張胸腺圖是繪制人體細胞圖譜任務的重要組成部分。它幫助我們了解體內的發育途徑,以及與年齡相關的免疫系統衰退。這在細胞工程中有應用,包括為再生醫學創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如何發展來保護我們的身體。”

  

原創稿件

制作 楊梟 中國科學院大學

審校 魏瀟 中山大學神經科學博士/中國科學院心理學研究所 博士后研究員

 

參考文獻:

[1]

  


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