弗朗西斯·克里克研究所和倫敦大學學院的研究人員利用人類幹細胞和生物工程支架，重建了人體胸腺，這是免疫系統中的一個重要器官。他們的工作是一個重要的步驟，能夠建立人工胸腺將來就可用作移植。

胸腺是胸部的一個器官，T淋巴細胞在免疫系統中起著至關重要的作用。如果胸腺在子宮內胎兒發育過程中不能正常工作或不形成，就會導致嚴重的免疫缺陷等疾病，在這種疾病中，身體無法抵抗傳染病，免疫系統會錯誤地攻擊病人自身的健康組織。

在他們近期發表在《自然通訊》科學期刊上的研究表明，科學家們用幹細胞，它摘自在手術中不得不切除器官的病人。將該生物工程胸腺移植到小鼠體內，可支援人類T淋巴細胞的成熟和功能發育。

雖然研究人員以前已經重建了其他器官或器官切片，但這是科學家首次成功地重建了整個正常工作的人類胸腺。這項主要由歐洲研究委員會(ERC)資助的研究，不僅是進一步研究嚴重免疫缺陷的一個重要步驟，而且更廣泛地說，也是開發人工器官生長新技術的一個重要步驟。

克里克研究所的上皮幹細胞生物學和再生醫學實驗室的研究員 Sara Campinoti 說：“證明從人細胞是實現胸腺生長的關鍵一步，有朝一日可用作移植。”

為了重建這個器官，研究人員從病人那裡收集胸腺，並在實驗室培養胸腺上皮。細胞和胸腺間質細胞從捐贈的組織變成許多集落的數十億細胞。

研究人員下一步是獲得胸腺的結構支架，他們可以重新植入他們培養的胸腺細胞。為此，研究人員Asllan Gjinovci 開發了一種新的方法來去除大鼠胸腺中的所有細胞，因此只保留了結構支架。他們不得不使用一種新的微血管手術方法，因為傳統的方法對胸腺無效。

Asllan 說：“這種新的方法很重要，因為它使我們能夠從更大的器官獲得 scaffolds（支架），比如人胸腺，這是把這件漂亮的作品帶到診所的關鍵。“

然後，研究人員給器官支架注射了多達600萬人胸腺上皮細胞以及他們在實驗室培養的集落中的間質細胞。細胞在支架上生長，僅5天后，器官發育到與9周齡胎兒相似的階段。

最後，研究小組將這些胸腺植入小鼠體內。他們發現，在超過75%的病例中，胸腺能夠支援人類淋巴細胞的發育。

這篇論文的另一位作者羅伯塔·拉加齊尼(Roberta Ragazzini)補充道：“我們可以將從人類供體中獲得的胸腺幹細胞大規模擴增成巨大的集落，這讓我們有可能擴大這個過程，以建立‘人類大小’胸腺。”

“例如，由於胸腺有助於免疫系統識別自我和非自我，它會給器官移植帶來問題，因為它會導致免疫系統攻擊移植。

“我們有可能透過移植從器官捐獻者的胸腺中提取的細胞中再生的胸腺來克服這一問題。我們相信這可能會防止人體攻擊器官移植。這背後的研究仍處於早期階段，但這是一個令人興奮的概念，可以消除患者在餘生中服用免疫抑制劑的必要性。”

研究人員正在繼續他們的工作，重建胸腺，以完善和擴大這一過程。

更多資訊：Campinoti, S et al. (2020). Reconstitution of a functional human thymus by postnatal stromal progenitor cells and natural whole-organ scaffolds. Nature Communications, DOI: 10.1038/s41467-020-20082-7