在一項新的研究中，來自美國加州大學舊金山分校的研究人員首次證實他們開發出的一種技術誘導多能幹細胞---它們能夠產生體內的每種細胞類型，並且可在實驗室裏無限制地生長---產生能夠殺死腫瘤細胞的成熟T細胞。這種技術使用一種稱爲人工胸腺類器官（thymic organoids）的三維結構。這種人工胸腺類器官通過模擬胸腺環境發揮作用。在胸腺中，T細胞是由造血幹細胞產生的。相關研究結果於2019年1月17日在線發表在Cell Stem Cell期刊上，論文標題爲“Organoid-Induced Differentiation of Conventional T Cells from Human Pluripotent Stem Cells”。論文通訊作者爲加州大學舊金山分校的Gay Crooks博士。

在人工胸腺類器官中，人胚胎幹細胞產生T細胞（紅色輪廓），圖片來自UCLA Broad Stem Cell Research Center/Cell Stem Cell。

T細胞是抵抗感染的免疫系統細胞，但也有消除癌細胞的潛力。通過使用加州大學舊金山分校開發出的這種技術讓自我更新的多能幹細胞產生T細胞的能力可能導致人們開發出新的癌症免疫療法，並可能促進人們進一步研究針對HIV等病毒感染和自身免疫疾病的T細胞療法。這種技術最有希望的一個方面是它可以與基因編輯方法相結合，以便創造出幾乎無限制的T細胞供應用於大量患者體內而無需使用患者自己的T細胞。

包括CAR-T細胞療法在內的T細胞療法已顯示出治療某些癌症的巨大希望。當前的T細胞療法涉及從患者體內收集T細胞，隨後對它們進行基因改造，讓它們表達一種有助於它們識別和破壞癌細胞的受體，最後將它們灌注回患者體內。但是經過基因改造的T細胞並不總是很好地發揮作用，而且治療費用昂貴，這是因爲它是針對每位患者量身定製的，而且一些癌症患者沒有足夠的T細胞來接受這種治療。

因此，一種產生T細胞但不依賴於從患者身體採集它們的技術是讓T細胞療法更容易獲得、更實惠和更有效的一個重要的步驟。

Crooks說，“令人興奮的是，我們從多能幹細胞開始研究。我對這項技術未來的希望是我們能夠將它與基因編輯工具結合起來，以便開發出更容易讓患者獲得的‘現成’T細胞療法。”

還有一些科學家在他們試圖利用將多能幹細胞與一層支持細胞聯合使用產生T細胞的過程中僅取得了部分成功。但在之前的研究中產生的T細胞尚未成熟，因而無法變成功能齊全的T細胞。

Crooks和她的團隊之前已證實人工胸腺類器官的三維結構允許成體造血幹細胞產生成熟的T細胞，並猜測這些結構也會促進多能幹細胞產生成熟的T細胞。她說，“人工胸腺類器官的三維結構似乎提供了成熟T細胞正常發育所需的合適的支持性信號和環境。”

這項新的研究證實人工胸腺類器官能夠讓目前用於研究的兩種多能性幹細胞高效地產生成熟的T細胞。這兩種多能幹細胞是胚胎幹細胞，來自於捐贈的胚胎；誘導性多能幹細胞，是通過讓成體皮膚細胞或血細胞經過重編程後返回到一種胚胎樣狀態而產生的。

這些研究人員還證實他們能夠對多能幹細胞進行基因改造，讓它們表達一種靶向癌症的T細胞受體，並且利用人工胸腺類器官，讓它們產生能夠在小鼠體內靶向和殺死腫瘤細胞的T細胞。

論文共同第一作者、Crooks實驗室研究員Amélie Montel-Hagen說，“一旦我們構建出在基因編輯後能夠在人工胸腺類器官中產生腫瘤特異性T細胞的多能幹細胞系，那麼我們就能夠無限制地讓這些多能幹細胞系增殖。”擁有能夠抵抗各種類型腫瘤的無限供應的T細胞將是癌症治療的一個重大轉折點。

這些研究人員面臨的另一個挑戰是利用人工胸腺類器官產生的T細胞在它們的表面上具有與每名患者不匹配的額外分子。Montel-Hagen說，這些額外的分子可能導致患者身體對移植細胞產生免疫排斥。

論文共同第一作者、加州大學洛杉磯分校研究員Christopher Seet博士說，“我們的下一步將是產生攜帶着抵抗癌症但不會排斥移植細胞的受體的T細胞，這將是開發通用T細胞療法的重要一步。”

參考資料：

Amélie Montel-Hagen et al, Organoid-Induced Differentiation of Conventional T Cells from Human Pluripotent Stem Cells, Cell Stem Cell (2019). DOI: 10.1016/j.stem.2018.12.011.

轉載自：生物谷