加州大学洛杉矶分校的研究人员首次展示了一种诱导多能干细胞的技术 - 它可以在体内产生每种细胞类型，并且可以在实验室中无限生长 - 成为能够杀死肿瘤细胞的成熟T细胞。
该技术使用称为人工胸腺类器官的结构，其通过模仿胸腺的环境起作用，胸腺是T细胞从血液干细胞发育的器官。
T细胞是抵抗感染的免疫系统细胞，但也有消除癌细胞的潜力。使用UCLA技术从自我更新的多能干细胞中创造它们的能力可能导致癌症免疫疗法的新方法，并可能促进针对病毒感染(如HIV和自身免疫疾病)的T细胞疗法的进一步研究。该技术最有希望的方面之一是它可以与基因编辑方法相结合，创造出几乎无限的T细胞供应，能够用于大量患者，而无需使用患者自己的T细胞。
该研究发表在Cell Stem Cell杂志上，由资深作者Gay Crooks博士领导，他是加州大学洛杉矶分校的病理学和实验室医学和儿科学教授，以及Eli和Edythe Broad再生医学和干细胞研究中心的联合主任。
T细胞疗法，包括CAR T细胞疗法，已经显示出治疗某些类型癌症的巨大希望。目前的方法涉及从患者收集T细胞，用能够帮助他们识别和破坏癌细胞的受体对T细胞进行基因工程改造，然后将细胞输注回患者体内。但工程化的T细胞并不总能很好地发挥作用，治疗费用昂贵，因为它是针对每位患者量身定制的，而且一些癌症患者没有足够的T细胞接受治疗。
因此，生产T细胞而不依赖于从患者身上采集T细胞的技术是使T细胞疗法更容易获得，更实惠和有效的重要步骤。
“令人兴奋的是，我们从多能干细胞开始，”克鲁克斯说，他也是加州大学洛杉矶分校琼森综合癌症中心癌症和干细胞生物学项目的主任。“我对这项技术未来的希望是，我们可以将它与基因编辑工具结合起来，创造出更容易为患者所用的'现成'T细胞疗法。”
其他研究人员在尝试使用将多能干细胞与支持细胞层结合的方法生成T细胞方面仅取得了部分成功。但在之前的研究中产生的T细胞尚未成熟，无法成为功能完整的T细胞。
Crooks和她的团队之前证明，人造胸腺器官的三维结构允许成人血细胞发育成熟的T细胞，并假设他们也将支持多能干细胞的成熟T细胞生成。
“人造胸腺类器官的三维结构似乎提供了成熟T细胞正常发育所需的正确支持信号和环境，”她说。
该研究表明，人工胸腺类器官可以从目前用于研究的两种多能干细胞中有效地制造成熟的T细胞：胚胎干细胞，其来源于捐献的胚胎，以及诱导的多能干细胞，其通过重新编程成人皮肤或血细胞恢复到胚胎状态。
研究人员还表明，他们可以通过遗传工程改造多能干细胞来表达靶向癌症的T细胞受体，并使用人工胸腺类器官生成能够靶向并杀死小鼠肿瘤细胞的T细胞。
“一旦我们创造了基因编辑的多能干细胞系，可以在人工胸腺类器官中产生肿瘤特异性T细胞，我们就可以无限扩展这些干细胞系，”该研究的第一位合着者和副项目科学家AmélieMontel-Hagen说。在克鲁克斯的实验室。拥有能够对抗各种类型肿瘤的无限供应的T细胞将是癌症治疗的主要转折点。
加州大学洛杉矶分校科学家面临的另一个挑战是，使用人工胸腺类器官创造的T细胞在其表面上具有与每个患者不匹配的额外分子。Montel-Hagen说，那些额外的分子可能导致患者的身体拒绝移植的细胞。
“我们的下一步将是制造具有抗癌受体的T细胞，但没有导致细胞排斥的分子，这将是通向T细胞疗法发展的重要一步，”博士说。克里斯托弗塞特，该研究的第一位合着者和加州大学洛杉矶分校血液肿瘤学分部的临床讲师。
吉利德公司(Kite)持有人工胸腺类器官癌症治疗方法的许可证，该方法由加利福尼亚大学董事会授予专利。该方法尚未在临床试验中获得，并且未经FDA批准用于人类。
该研究得到了美国国立卫生研究院(国家心脏，肺和血液研究所，国家癌症研究所和国家推进转化科学中心)，加州大学洛杉矶分校临床和转化科学研究所，塔癌研究基金会的支持。和加州大学洛杉矶分校广泛干细胞研究中心的培训计划，包括Eli和Edythe Broad基金会的支持。
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