定向诱导干细胞命运

加州大学旧金山分校的研究人员在实验室里利用胚胎干细胞生成了*个功能性的人类胸腺组织，点燃了人们对细胞治疗的期望。他们在小鼠体内证实，这一组织可用于促进白血细胞发育。白细胞是机体启动健康免疫反应，防止有害自身免疫反应的必要条件。当将这些胸腺细胞移植到小鼠体内，其导致了功能性免疫细胞增殖和成熟。研究人员称，这一研究成果标志着一个重大的进步，将有助于开发以干细胞和器官移植为基础的潜在新疗法，以及1型糖尿病和其他自身免疫系统疾病，免疫缺陷病的新治疗策略。
加州大学旧金山分校糖尿病中心主任和干细胞研究人员Matthias Hebrok博士，以及免疫学家Mark Anderson共同领导研究人员，以人类胚胎干细胞为起始，利用一个*的生长因子组合重塑了这些细胞的发育轨道，zui终发现了一种可生成功能性胸腺组织的配方。这些研究结果在线发表在5月16日的《细胞干细胞》（Cell Stem Cell）杂志上，证实这些功能性组织为T细胞的生长和发育提供了营养。T细胞是一种重要免疫细胞群，其可对特异疾病病原体做出响应，也可以防止免疫系统攻击机体自身组织。
胸腺是指位于胸骨下方胸腔顶端的一个小腺体，胸腺功能缺陷的个体在生命早期就会死于感染。Anderson说，鉴于细胞治疗的侵袭特性，这些实验室生成的胸腺组织将有可能首先用于研究患有致命性疾病，无法获得有效治疗的患者。比如，有可能zui先用于治疗遗传性疾病DeGeorge综合征，患有这一疾病的某些新生儿出生就没有胸腺，在婴孩期死亡。
而，受到zui大影响的有可能是组织移植领域。Anderson说，由于免疫系统有可能对移植干细胞产生排斥，导致了现在干细胞疗法受限。用于移植的干细胞，有可能要同时沿着两条发育信号通路诱导，形成胸腺组织和置换器官。同时移植两者或许可以在无需进行有害免疫抑制的条件下，克服排斥障碍。“胸腺为T细胞提供了一个成熟的环境，也是T细胞接受指令区分身体自我与非我组织之处，”Anderson说。一些T细胞通过胸腺做好攻击外源入侵物的准备，其中包括移植物，通常攻击我们自身组织的T细胞在胸腺中被清除。
同理，胸腺组织有可能会在某一天用于抑制自身免疫性疾病中的免疫系统，由此促进自身识别和免于遭受免疫破坏。Hebrok花费了数年时间一直尝试生成胰岛素分泌β细胞。一系列的里程碑成果发现了，随着发育为胃肠道不同的器官，细胞内相继出现的特异标记蛋白，这为Hebrok和其他寻求引导不同组织形成的研究人员指明了方向。
Hebrok将探索包括胸腺细胞和胰岛β细胞在内的器官特异性细胞，比作是一次冒险之旅。胰腺和胸腺在胃肠道的不同位点分支，但它们共同拥有一些发育标记。研究人员尝试了数十种方案，每次都以不同的方式定时开启关键因子，zui终得到了这些胸腺细胞。
不过研究人员也谨慎地指出，他们并没有*复制出胸腺，利用研究中的实验方案只有15%的细胞成功定向转变为了胸腺组织。
Anderson说：“即便如此，我们现在开发的这种工具，也使得我们能够以一种从前未有的方式调节免疫系统。”