人工胸腺组织使免疫细胞成熟

胸腺在人体的免疫反应中起着关键作用。T淋巴细胞或T细胞是一种主要的免疫防御细胞，在这里成熟。不同类型的T细胞，被指定执行特定的任务，产生于从骨髓迁移到胸腺的祖细胞。位于弗莱堡的马克斯·普朗克免疫学和表观遗传学研究所的研究人员在小鼠胚胎中生成了人造胸腺组织，以使免疫细胞成熟。在这个过程中，他们发现了控制T细胞成熟的信号分子。他们的研究结果代表了制造人造胸腺的第一步，这种人造胸腺可以用来替代或增加受损的器官。

作为免疫反应， T细胞负责追踪和摧毁入侵者和体内退化的细胞。它们的祖细胞在骨髓中形成。受到化学信号的吸引，它们从那里迁移到胸腺．这个位于心脏上方的小器官被划分为小生境，为细胞的不同发育阶段提供必要的环境条件。这些细胞在那里成熟为不同类型的T细胞，最终被释放到体内。

活跃于胸腺各个壁龛的信号物质在胸腺的成熟过程中起着至关重要的作用祖细胞．四种蛋白质的组合——两种趋化因子Ccl25和Cxcl12，以及细胞因子Scf和Notch配体DLL4——决定了祖细胞是否被吸引到胸腺中的特定生态位，以及它们如何在那里发育。以前不知道是哪种因素的组合导致了一种特定类型的细胞的发育。

来自弗莱堡马克斯普朗克研究所的研究人员现在已经成功地解释了控制机制。“祖细胞的发育依赖的因素少得惊人，并且遵循简单的规则，”Thomas Boehm说。“例如，只需两个因子，即Cxcl12和DLL4，就足以让T细胞祖细胞完成一半的发育。从那时起，只需要几个步骤就可以达到两种类型的成熟T细胞CD4和CD8表面分子形成。以前，人们认为控制过程要复杂得多，”这位科学家解释说。

为了测试这四种遗传因素的不同组合如何影响免疫细胞的成熟和分化，研究人员在实验室中创造了一个人工胸腺环境老鼠胚胎．为了做到这一点，他们关闭了转录因子Foxn1。Fox1确保DNA中所有编码这四种不同蛋白质的基因都被读取。Foxn1基因是一种“通用开关”，所有相关基因都可以被一次性关闭。生成非功能性的胸腺组织通过这种方式，研究人员再次单独或联合激活这些基因，并观察它们对祖细胞发育的相关影响。

有趣的是，科学家们还能吸引祖细胞将B淋巴细胞和肥大细胞转移到人工胸腺环境中，让它们在那里成熟。这两种类型的免疫细胞通常只在骨髓中发育。通过关闭Notch配体DLL4，研究人员还能够控制人造胸腺中这些细胞的成熟。这表明在骨髓中起作用的遗传因素与在胸腺中起作用的遗传因素相似。

Thomas Boehm说:“我们的结果不仅与理解基本免疫过程相关。”“它们也构成了人造胸腺发展的早期里程碑。这意味着有一天我们可能能够帮助胸腺受损的患者，例如癌症治疗的结果，”科学家希望。

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