英科學(xué)家實(shí)現(xiàn)活體器官再生

【資料簡(jiǎn)介】

導(dǎo)讀：愛(ài)丁堡大學(xué)的科學(xué)家們成功地再生了活體器官——小鼠的胸腺。這為免疫系統(tǒng)疾病的新療法帶來(lái)了福音。免疫系統(tǒng)受損的患者和由于先天因素而影響胸腺發(fā)育的患者，將有望提升免疫能力。

來(lái)自愛(ài)丁堡大學(xué)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)成功地再生了一個(gè)活體器官。他們重建了胸腺，一個(gè)位于心臟旁邊的，生成重要免疫細(xì)胞的器官。

免疫修復(fù)

胸腺是人體重要的中樞淋巴器官，是T淋巴細(xì)胞分化發(fā)育的場(chǎng)所，胸腺中T細(xì)胞的分化、發(fā)育和T細(xì)胞受體的重排都是由眾多的信號(hào)分子所調(diào)控。

胸腺的成功重建為新的治療方法鋪平了前進(jìn)道路，新療法可以修復(fù)受損的免疫系統(tǒng)，也能幫助由于先天因素而影響胸腺發(fā)育的人們。

科學(xué)家們重新激活一種本能機(jī)制來(lái)恢復(fù)年老小鼠的胸腺，這種機(jī)制會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)機(jī)制而關(guān)閉。治療結(jié)束后，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)再生的器官的結(jié)構(gòu)與年輕小鼠的相似。

功能恢復(fù)

小鼠的胸腺的功能恢復(fù)了，而且開(kāi)始產(chǎn)生更多的T淋巴細(xì)胞，這對(duì)抵抗感染很重要。但是，科學(xué)家們尚不清楚這樣是否提高了小鼠的免疫能力。

這項(xiàng)研究是由英國(guó)醫(yī)學(xué)研究理事會(huì)（Medical Research Council Centre for Regenerative Medicine ，MRCCRM）的研究人員主導(dǎo)。

研究人員定位一種胸腺細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，叫做FoxN1，用于控制重要基因的開(kāi)啟。通過(guò)增加FoxN1的水平，指導(dǎo)干細(xì)胞重建器官。

大量研究表明，Wnt信號(hào)通路可以調(diào)控造血干細(xì)胞和胸腺細(xì)胞前體祖細(xì)胞的分化，影響胸腺基質(zhì)細(xì)胞的形態(tài)、功能和后續(xù)T細(xì)胞的發(fā)育成熟。FoxN1基因是Wnt信號(hào)通路的一個(gè)靶基因，Wnt信號(hào)通路上調(diào)FoxN1的基因表達(dá)。FoxN1基因不但影響胸腺的早期發(fā)育，而且還參與胸腺增齡性萎縮。功能性缺失FoxN1會(huì)導(dǎo)致胸腺上皮的形態(tài)異常，同時(shí)喪失吸引淋巴前體祖細(xì)胞到達(dá)胸腺原基的能力。

“我們的研究結(jié)果表明，通過(guò)相同的通路，可以改善老年患者或免疫系統(tǒng)受抑制的患者的胸腺功能，提高免疫力。然而，在進(jìn)行人體測(cè)試之前，我們需要開(kāi)展更多的工作，以確?？梢試?yán)格地控制流程，”MRC再生醫(yī)學(xué)中心的教授，克萊爾·布萊克本（Clare Blackburn）說(shuō)。

治療的希望

胸腺會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)而退化，這就是為什么年紀(jì)大的人往往更容易得流感的原因。

迪格奧爾格綜合征（DiGeorge syndrome）即先天性無(wú)胸腺或發(fā)育不全健康。屬于原發(fā)性細(xì)胞免疫缺陷病。由于胚胎期第三、第四咽囊發(fā)育障礙，使胸腺和甲狀旁腺缺如或發(fā)育不全而引起先天性異常。異常的產(chǎn)生可能與子宮內(nèi)一種變異所致?；純撼０槠渌忍煨曰?，本綜合征是多基因遺傳性疾病，但染色體22q11區(qū)域缺失是主要原因。本次發(fā)現(xiàn)也為迪格奧爾格綜合征（DiGeorge syndrome）患者帶來(lái)福音。

“再生醫(yī)學(xué)的重要目標(biāo)之一，是利用人體自身的修復(fù)機(jī)制，且采用用可控的方式來(lái)操縱它去治療疾病。這個(gè)有趣的研究表明，哺乳動(dòng)物的器官再生可以通過(guò)單個(gè)蛋白的操縱來(lái)處理，這可能會(huì)對(duì)再生生物學(xué)的其他領(lǐng)域產(chǎn)生廣泛的影響。”MRC再生醫(yī)學(xué)主管Dr Rob Buckle說(shuō)。

 

    科技日?qǐng)?bào)訊 （記者劉霞）英國(guó)研究人員通過(guò)操控單個(gè)蛋白，實(shí)現(xiàn)了年老實(shí)驗(yàn)鼠的胸腺再造，這是科學(xué)家們成功實(shí)現(xiàn)哺乳動(dòng)物活體器官的再生。結(jié)果表明，再生器官與年輕老鼠體內(nèi)的器官擁有同樣結(jié)構(gòu)。研究人員在4月9日出版的《發(fā)育》雜志上指出，研究有望為免疫系統(tǒng)受損和胸腺發(fā)育相關(guān)的遺傳病患者提供新療法。

    胸腺位于心臟附近，能夠產(chǎn)生重要的免疫細(xì)胞，但也會(huì)隨年齡增大而衰退，這也是為什么年齡越大的人越容易患流感的原因。新研究中，愛(ài)丁堡大學(xué)醫(yī)學(xué)研究理事會(huì)再生醫(yī)學(xué)中心的研究人員靶向了實(shí)驗(yàn)鼠體內(nèi)一個(gè)由胸腺細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白FOXN1。這種蛋白有助于控制重要的細(xì)胞如何打開(kāi)，通過(guò)增加FOXN1的濃度，指導(dǎo)這種類(lèi)似干細(xì)胞的細(xì)胞重建了胸腺。

    研究表明，再生器官功能再次恢復(fù)，老鼠開(kāi)始制造更多的名為T(mén)細(xì)胞的白血細(xì)胞。這些細(xì)胞在對(duì)抗感染方面至關(guān)重要。不過(guò)，科學(xué)家們現(xiàn)在還不清楚，老鼠的免疫系統(tǒng)是否獲得了改善。

    該研究、組織干細(xì)胞生物學(xué)教授克萊爾·布萊克4月9日對(duì)每日科學(xué)網(wǎng)表示：“我們的研究結(jié)論表明，靶向人體內(nèi)同樣的通路或許也能改善胸腺的功能，因此，有望提高老年病人或免疫系統(tǒng)受到抑制的病人的免疫能力。不過(guò)，在人體上進(jìn)行同樣實(shí)驗(yàn)前，我們還需要進(jìn)行更多的研究，確保能對(duì)這一過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格控制。”

    研究人員指出，新發(fā)現(xiàn)或許也為治療迪喬治綜合征提供了希望。這是一種在新生兒中發(fā)病率為1/4000的先天性心臟缺損疾病，會(huì)導(dǎo)致胸腺無(wú)法正常發(fā)育，伴有甲狀旁腺功能減退、免疫功能低下和學(xué)習(xí)障礙等癥狀。

    醫(yī)學(xué)研究理事會(huì)再生醫(yī)學(xué)中心的負(fù)責(zé)人鮑勃·巴克爾說(shuō)：“再生的一個(gè)重要目標(biāo)，是利用人體自身修復(fù)機(jī)制并采用可控的方式對(duì)這些機(jī)制進(jìn)行操控，從而治療疾病。研究表明，可通過(guò)單個(gè)蛋白讓哺乳動(dòng)物的器官再生，這一發(fā)現(xiàn)有望讓再生醫(yī)學(xué)受益。”

    總編輯圈點(diǎn)     所有哺乳動(dòng)物幾乎都能通過(guò)再生重新修復(fù)身體的破損部位，如肝臟等。再生醫(yī)學(xué)研究的便是如何激活或誘發(fā)生物體的再生機(jī)制，實(shí)現(xiàn)安全可控的器官再生。但現(xiàn)在利用干細(xì)胞進(jìn)行再生時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致出現(xiàn)癌變等后果。如果能弄清楚組織再生時(shí)都發(fā)生了什么，我們就能構(gòu)想出安全取代人類(lèi)由外傷或疾病導(dǎo)致受損的器官、組織和細(xì)胞的方法。與研究結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的渦蟲(chóng)相比，本研究實(shí)現(xiàn)了哺乳動(dòng)物的活體器官再生，讓我們距離成果應(yīng)用又近了一步。