近日，一項刊登在國際雜誌Nature Communications上題為“Reconstitution of a functional human thymus by postnatal stromal progenitor cells and natural whole-organ scaffolds”的研究報告中，來自Francis Crick研究所等機構的科學家們透過研究利用人類幹細胞和一種生物工程化的支架重建了人類胸腺—免疫系統中的一個重要器官，該項研究是邁向開發人造胸腺用於進行移植的重要一步。

胸腺是胸腔中的一個主要器官，也是T淋巴細胞的駐紮地，其在免疫系統的成熟過程中扮演著關鍵角色，如果胸腺無法正常工作或在胎兒發育期間無法形成，就會誘發機體產生嚴重的免疫缺陷等疾病，即機體無法抵禦感染性疾病或癌變細胞（或自身免疫），即免疫系統會錯誤地攻擊患者自身的健康組織。

在這項概念驗證研究中，研究人員利用接收手術不得不移除器官的患者身上提取的幹細胞重建了胸腺組織，當移植到小鼠體內時，這種生物工程化的胸腺就能夠支援人類T淋巴細胞的成熟和功能性發育。儘管此前研究人員已經重建了其它器官或器官的部分結構，但本文研究中，研究人員首次重建了一個完整工作的人類胸腺；這不僅能夠幫助深入研究開發治療嚴重免疫缺陷的療法，還能開發生長人工器官的新技術。研究者Sara Campinoti教授說道，本文研究揭示了我們可能會利用人類細胞重建功能性的胸腺，而且也有望開發出未來用作移植的胸腺組織。

為了重建這一器官，研究人員從患者身上收集了胸腺，並在實驗室中，將供體組織中的胸腺上皮細胞和胸腺間質細胞培育成為由數十億細胞組成的細胞群落。隨後研究人員獲得了胸腺的結構支架，其能利用培養的胸腺細胞來進行新的填充；為此研究人員開發了一種新方法來移除大鼠胸腺中的細胞，僅剩下結構支架。他們不得不使用一種新型的微血管手術，因為傳統方法對於胸腺似乎無效。研究者Asllan說道，這種方法非常重要，因為其能幫助我們從更大的器官中獲得支架，比如人類胸腺，而這或許就是將這項美麗的工作引入臨床中必不可少的東西。

隨後研究人員向器官支架中注入了多大600萬個人類胸腺上皮細胞以及來自實驗室中培養的細胞群落的間質細胞，這些細胞能生長在支架上，而且僅僅過了5天，器官就能發育到與9周胎兒大小相似的階段。最後研究人員將這些胸腺植入到了小鼠體內，結果發現，在超過75%的情況下，胸腺能夠支援人類淋巴細胞的發育。研究者Roberta Ragazzini說道，實際上我們能將來自人類供體的胸腺幹細胞廣泛擴充套件為大規模的細胞群落，這一點讓我們非常興奮，同時也有望幫助開發出人類大小尺寸的胸腺組織。

參考資料：

【1】Campinoti， S.， Gjinovci， A.， Ragazzini， R. et al. Reconstitution of a functional human thymus by postnatal stromal progenitor cells and natural whole-organ scaffolds. Nat Commun 11， 6372 (2020). doi：10.1038/s41467-020-20082-7

【2】Scientists build whole functioning thymus from human cells

by The Francis Crick Institute