人類胸腺的首個細胞圖譜可能會導致新的免疫療法來治療癌症和自身免疫疾病。如今，在一項新的研究中，來自英國紐卡斯爾大學、韋爾科姆基金會桑格研究所和比利時根特大學等研究機構的研究人員繪製出胸腺組織在人類一生中的圖譜，以了解它如何發育和產生重要的稱為T細胞的免疫細胞。在未來，這些信息可能有助於科學家們構建出人造胸腺和設計改進的治療性T細胞。相關研究結果發表在2020年2月21日的Science期刊上，論文標題為“A cell atlas of human thymic development defines T cell repertoire formation”。

        這種人類胸腺圖譜揭示了新的細胞類型和鑒定出指示未成熟的免疫細胞如何發育為T細胞的信號。它還可能有助於科學家們理解影響T細胞發育的疾病，比如重症綜合性免疫缺陷(SCID)，並加入到正在構建的人類細胞圖譜(Human Cell Atlas)計劃中。

        胸腺位於胸部，可產生T細胞，即抵抗感染和疾病的關鍵白細胞。這些T細胞隨後離開胸腺進入血液和身體其他部位以便進一步成熟。T細胞尋找並消滅入侵的細菌和病毒，還可以識別癌細胞並殺死它們。

        胸腺發育出現問題導致有缺陷的T細胞產生。這可能會導致嚴重的免疫缺陷(比如SCID)，從而使得人們容易感染。或者，它可以影響T細胞調節，從而導致自身免疫疾病，比如1型糖尿病。盡管已經對成熟的T細胞進行了充分的研究，但尚未完全了解人類胸腺和其中的T細胞發育。

        這些研究人員使用單細胞技術從發育中的胸腺以及兒童和成人的胸腺組織中分離並分析了約20萬個細胞。他們研究了每個細胞中有活性的基因以鑒定這些細胞，結果發現了新的細胞類型，並使用這些基因作為標誌物將每個細胞對應到胸腺中的確切位置。

        論文第一位作者、韋爾科姆基金會桑格研究所的Jongeun Park博士說，“我們繪製出首個人類胸腺細胞圖譜，以了解從發育到成年的整個生命周期中健康胸腺所發生的情況以及它如何為支持T細胞形成提供理想的環境。這種公開可獲得的資源將使得全世界的科學家們能夠了解免疫係統如何發育來保護我們的身體。”

        目前，臨床上已將治療性T細胞用於治療B細胞淋巴瘤和白血病等癌症，但是這些治療方法麵臨的一個主要缺點是產生正確的T細胞亞型。

        論文共同通訊作者、紐卡斯爾大學的Muzlifah Haniffa教授說，“有了這個胸腺細胞圖譜，我們就可以揭示發育中的胸腺的細胞信號，並揭示需要開啟哪些基因以將早期免疫前體細胞轉化為特定的T細胞。這真是令人興奮的，這是因為在未來，這個細胞圖譜可以用作參考圖譜，以便在體外設計出具有正確特性的T細胞來攻擊和殺死特定癌症，即為腫瘤構建量身定製的治療方法。”

        論文共同通訊作者、根特大學的Tom Taghon教授說，“我們如今對健康組織中T細胞的形成有了非常詳細的了解。我們能夠在發育中的胸腺和肝髒內鑒定出類似的前體細胞群體。我們相信這些前體細胞對於啟動胎兒T細胞的發育以及建立完全功能性的胸腺器官都很重要。這有助於我們將拚圖碎片拚湊在一起，以更全麵地了解免疫係統是如何產生的。”

        胸腺是不尋常的，這是因為它在兒童時期最大，最活躍，並在青春期後發生萎縮。胸腺被稱為“生命的起搏器”，到35歲時幾乎消失了。了解胸腺如何發育隨後如何萎縮可以揭示衰老以及免疫係統在生命中如何發生變化。

        論文共同通訊作者、韋爾科姆基金會桑格研究所的Sarah Teichmann博士說，“這個胸腺細胞圖譜是人類細胞圖譜使命的重要組成部分，人類細胞圖譜旨在繪製人體中每種細胞類型的圖譜。它將幫助我們了解體內的發育途徑，以及與年齡相關的免疫係統功能下降。這在細胞工程中得到了應用，包括為再生醫學構建人造胸腺的可能性。”