
类器官组的研究人员开发了一种新的类器官模型,可用于研究胸腺。这些类器官来源于小鼠胸腺组织,专门模拟胸腺上皮细胞(TECs)。这些细胞是反应细胞无法训练免疫系统的T细胞对病原体做出正确的反应。这是第一个能够长期培养tec的实验室模型,这为研究tec的功能提供了新的机会。最终,这也可能为胸腺功能受损患者的治疗带来新的见解。这项研究发表在2024年3月27日的《细胞报告》上。
我们的免疫系统保护我们免受病毒和细菌等病原体的侵害。为了有效地检测和消除这些疾病,需要几种类型的白细胞,包括T细胞。在T细胞发挥作用之前,它们需要被训练成只攻击病原体而不攻击人体自身的细胞。这发生在胸腺,一个位于胸骨后面的小器官。这个培训过程中的“老师”被称为tec。它们将各种分子呈现给T细胞,并消除那些不能正常反应的分子。最终的结果是成熟的T细胞进入血液,准备对病原体做出反应。
研究TECs的研究人员需要一种在实验室中培养这些细胞的方法。类器官小组现在已经成功地开发了一种新系统:TEC类器官,基于小鼠胸腺组织。该研究的第一作者Sangho Lim解释了与以前的系统相比,这些类器官的优势:“以前,不可能让tec在培养中存活很长时间。这使得研究它们和做实验变得困难。我们的TEC类器官可以在培养中保存两年以上,因此可以进行长期实验。”
与其他培养系统相比,类器官也能更好地代表体内tec的多样性。具体来说,存在两种不同亚型的TECs,皮层TECs和髓质TECs,这取决于它们存在于胸腺的位置。这些亚型在训练T细胞时也有特定的功能。“通过向类器官中添加不同的分子混合物,我们可以引导细胞分化为皮层和髓质亚型。以前,很难在文化上实现TECs的这种多样性。”
Lim和他的同事们还证实,类器官中的tec能够完成它们的工作:训练T细胞。“我们首先在培养中将类器官与未成熟的T细胞混合在一起。然后我们通过观察细胞外部的CD4和CD8分子来跟踪它们的成熟。在体内,未成熟的T细胞在发育过程中以特定的顺序获得和失去这些分子。这与我们的文化板块中发生的事情非常吻合,”Lim说。
研究人员在没有胸腺的小鼠身上得到了类似的结果。Lim:“这些小鼠血液中成熟T细胞的数量非常少,因为它们没有胸腺来训练它们。当我们将TEC类器官移植到他们的皮肤下时,我们看到他们血液中成熟T细胞的数量明显增加。”因此,TEC类器官似乎能够通过刺激T细胞成熟来接管缺失的胸腺的功能。
小鼠TEC类器官为科学家研究胸腺和T细胞成熟开辟了新的可能性。从临床角度来看,这对胸腺功能受损的患者尤其重要,这种情况可能是由于特定的癌症治疗或新生儿心脏手术造成的。
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