《广州生物院实现体内重编程再生T细胞技术突破》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2018-03-07
  • 北京时间2月13日零点,中国科学院广州生物医药与健康研究院王金勇研究组在免疫学刊物Nature Immunology(《自然免疫学》)在线发表了T细胞再生研究领域的创新性成果,首次通过体内重编程将B细胞直接转化为有生理功能的T细胞。该细胞在免疫缺陷鼠和模拟临床骨髓移植预处理后的野生型小鼠均能快速重建T免疫系统,产生长期获得性免疫记忆。该成果为重新认识血液谱系命运改变决定因子提供了新视角 ,也为寻找新来源T细胞用于细胞免疫治疗提供了新的理论指导。

    自然发育过程中,造血干细胞是包括T细胞在内所有血液及免疫细胞的种子细胞,能够通过分化源源不断地产生T细胞。迄今,体外诱导造血干细胞分化再生T细胞技术存在的技术瓶颈是,体外无法成功模拟出T细胞发育的胸腺微环境。这一困难导致体外衍生的T细胞种类受限,而且产生的T细胞没有经过自体胸腺间质细胞和自体抗原递呈细胞辅助下的阳性、阴性筛选,产生的T细胞难以发挥正常、有效的生理功能。因此,重编程再生有生理功能的T细胞任重道远。

    王金勇组联合了吉林大学、北京大学、军事医学科学院、海军军医大学、福建师范大学等多家单位的科研团队,并且在中国科学院生物物理所刘志华研究员,以及南京模式动物中心高翔教授的材料支持下,绕开体外无法模拟T细胞发育胸腺微环境的技术瓶颈,建立了一种体内大规模功能筛选获得再生T细胞的技术平台。科研人员从15个候选转录因子中筛选鉴定到Hoxb5这一因子。该因子犹如一把钥匙打开了门一样,在体内将B细胞重编程为T细胞。这种重编程过程在骨髓经历两周后产生类骨髓早期T淋巴祖细胞(BM-ETP),第三周胸腺就明显出现再生的早期T淋巴祖细胞(Thy-ETP)。从移植后第四个周,胸腺就开始大量输出有功能的T细胞。该方法可以重建胸腺50-80%的免疫输出功能。科研人员对在体内重编程重建T免疫系统的小鼠进行长达两年跟踪观察,未发现致瘤性安全风险。

    体内重编程再生功能性T细胞是再生医学的重要课题,该方法理论上简单、高效、经济,能够产生大量Naive T(原始态)细胞,抗原刺激后可以产生长期获得性免疫记忆。这一科学研究对于T细胞抗肿瘤疗法、艾滋病等T免疫缺陷相关疾病个性化疗法提供新思路,具有重大的临床转化意义。

    研究得到了国家自然科学基金、国家重大科学研究计划、中国科学院前沿科学重点项目、中国科学院战略性先导科技专项、广东省重大科技项目、广州市健康医疗协同创新重大专项等项目资助。中国科学院广州生物医药与健康研究院博士生张梦云、董勇、胡房晓为该论文的并列第一作者,王金勇研究员为通讯作者。

  • 原文来源:http://www.gibh.cas.cn/xwdt/kydt/201802/t20180212_4951421.html
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    •  近日,中国科学院广州生物医药与健康研究院-马克思普朗克(Max Planck - GIBH)再生生物医学中心Ralf Jauch及其博士生Vikas Malik主导团队揭示了转录因子诱导的体细胞多能性重编程的起始分子机制,阐明了多能性重编程对Oct4和Sox2的时态依赖性,为再生医学和诱导多能干细胞的研究提供新的理论模型。相关研究成果于2019年8月2日发表于《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。   体细胞多能性重编程技术可通过使用重编程转录因子(主要是Oct4,Sox2和Klf4)将已分化体细胞转化为诱导多能干细胞(iPSC),该技术于2006年首次发表,山中伸弥教授因此成果于2012年获得诺贝尔生理学或医学奖。然而,该技术涉及的确切分子机制仍然有待研究。Jauch团队专注于研究Oct4和Sox2转录因子及其在重编程过程中如何发挥主导作用。通过利用基因组学技术比较野生型和突变体Oct4与Sox2的结合方式后,他们惊讶地发现Sox2而非Oct4是开启体细胞重编程的关键因子。在重编程起始阶段, Sox2“攻击”和“唤醒” 体细胞中处于沉默状态的多能性基因,这是激活它们的首要条件。Oct4在这一阶段对体细胞特性的抑制并不重要,扮演着可有可无的角色。然而,为了最终打开相关的基因网络以建立多能性,Sox2和Oct4紧密合作,共同完成这项工作。在重编程后期,Oct4逐渐起主导作用。一旦细胞变成多能干细胞,多能性的维持对Oct4与Sox2结合的依赖性大大降低。而Oct6因结合不同的基因组位点,并且缺乏与Sox2结合的偏向性,因此不能取代Oct4进行多能性重编程。这些发现解答了多能性重编程研究领域的一些争议问题,将为改造Sox2,Oct4及相关因子以更快速,高效和可靠地进行细胞重编程提供方向,为最终实现干细胞和再生医学的临床应用提供可能。   这项研究由中美德三方科学家合作完成,得到了中国科学院、世界科学院、国家自然科学基金委员会和广东省科学技术厅等多方面的经费支持。
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