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干細胞移植是個有著無限潛力的領域,不過要完全釋放其強大力量,必須克服的一大障礙——來自機體的免疫細胞。
以1型糖尿病為例。患此病者因免疫系統破壞自身胰腺中的胰島β細胞,而遭遇胰島素缺乏引起的血糖異常升高。針對1型糖尿病的干細胞移植療法最近傳來捷報。
2024年10月,《細胞》雜志刊登了天津市第一中心醫院與北京大學的聯合研究團隊的研究成果:將患者自身的脂肪細胞重編程為誘導多能干細胞,再把干細胞轉化為胰島β樣細胞并移植給病人,病人不久后開始自己產生胰島素而無需額外注射,迄今維持該狀態超過一年。福泰制藥也實現了類似的干細胞移植并收獲驚人療效。
但上述療法都要求患者使用免疫抑制藥物以防身體排斥外來細胞,而免疫抑制藥物存在副作用風險,可能使患者容易受到危險的感染,也可能對腎臟等器官產生毒性。據稱,福泰制藥正嘗試用基因編輯技術使移植細胞變得“低免疫”,可不被免疫系統識別。
那么,能否改造患者自身的免疫細胞,幫助移植細胞免受攻擊呢?
這個理念似乎有路可走。根據《科學》雜志于12月6日發布的新報道,科學家首次設計出能保護移植干細胞不受機體排斥的免疫細胞,并在小鼠身上完成概念驗證。如果未來證明這些細胞對人體安全有效,接受移植的患者就可擺脫對免疫抑制藥物的需求,1型糖尿病等疾病也有望被攻克。
1型糖尿病患者體內的殺傷性T細胞會破壞負責產生胰島素的胰腺β細胞,也已習慣于瞄準這類目標輸出傷害。當源自干細胞的β樣細胞被移植進來,殺傷性T細胞絕不手下留情。
新研究的作者團隊在實驗室中設計了一種有保護作用的抑制性T細胞,用以遏制殺傷性T細胞的輸出。
論文作者之一、加州大學舊金山分校糖尿病中心副教授奧黛麗·帕倫特(Audrey Parent)介紹道:“我們取了個免疫細胞,改變它內部的機制,使其成為一個保護性細胞而非殺傷性細胞,我們給它取名“保鏢”T細胞,然后我們讓它靶向移植物。”
改造得到的“保鏢”T細胞關注胰島β細胞的動向,能識別出研究人員添加到β細胞里的特定蛋白質,即CD19。保鏢“抓住”CD19后,就會產生一種可抑制殺傷性T細胞的分子。
保鏢制造的另一種蛋白質能吸收一種通常有助于激活殺傷性T細胞的炎癥化學物質。帕倫特指出,此類抗炎蛋白還會告訴保鏢開展復制,壯大安保隊伍。
為測試保鏢T細胞在活體動物體內的表現,研究團隊把源自干細胞的β細胞植入實驗小鼠體內,然后派出殺傷性T細胞攻擊移植細胞。當然,他們給其中一組小鼠事先注射了保鏢用以保護移植物。
未注射保鏢細胞的小鼠不堪殺傷性T細胞攻擊,其β細胞迅速覆滅。而在得到抑制性T細胞加持的小鼠體內,移植物至少存活了35天,而且期間小鼠能分泌胰島素。
帕倫特表示,這項工作中的一大挑戰是尋找非常獨特的蛋白質靶點用以激活保鏢細胞,因為大多數可用靶點廣泛分布于身體多個部位的細胞——如果選擇此類靶點,保鏢細胞在非目標部位被激活的可能性就顯著增加。這樣的激活會帶來問題,例如,若帶有靶點的細胞被感染了或是癌變了,由于保鏢細胞的抑制作用,感染/癌變細胞就無法清除……而且機體正常細胞不像移植細胞那樣,可以通過設計“開關”,靈活選擇是否接受保護……
后續工作可能圍繞靶點問題展開。該文章的另一位作者、加州大學舊金山分校細胞設計研究所所長溫德爾·林(Wendell Lim)表示,他們可以設計一種人造蛋白質靶點,它只在移植的β細胞上被發現,在其他部位不被發現。
在12月6日《科學》雜志刊載的另一項研究中,林教授與同事介紹了可靶向腦腫瘤細胞而不影響健康腦細胞的保鏢T細胞,這些細胞還能向患類似多發性硬化癥的疾病的小鼠腦細胞輸送抗炎化學物質。
展望未來,林教授等人希望嘗試利用上述方法對抗由炎癥引發的自身免疫性疾病,如類風濕性關節炎、克羅恩病以及其他炎癥性腸病,不過這些想法還需要幾年時間才能在人體上實踐。
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