科学家设计独特免疫细胞保护移植免受攻击

科学家们设计了一种特殊的免疫细胞，可以在小鼠中保护移植的胰腺细胞免受免疫系统的攻击。 *

当你通过我们网站上的链接购买商品时，我们可能会获得附属佣金。以下是其运作方式。研究人员修改了T细胞（一种淋巴细胞），以保护胰腺细胞。（图片来源：Jian Fan via Getty Images）

首次，科学家们设计出了可以保护干细胞移植不受身体排斥的免疫细胞，未来可能为治愈糖尿病打开大门。这些新细胞能够在移植到小鼠体内的胰岛素生产细胞周围提供保护，目前仍处于“概念验证”阶段。但若证明对人体安全有效，这些设计细胞未来可用于保护移植组织免受攻击，减少或消除对免疫抑制药物的需求。这将有助于治愈像1型糖尿病这样的疾病。

在1型糖尿病中，称为杀伤T细胞的免疫细胞会破坏产生胰岛素的胰腺β细胞。近年来，科学家们逐步接近用从干细胞衍生的新细胞替代被破坏的β细胞的目标，因为干细胞可以转化为体内的任何类型细胞。

例如，在今年6月，科学家通过重新编程脂肪细胞逆转了一名1型糖尿病患者的情况。而波士顿的Vertex制药公司最近启动了一项关键性的大规模试验，测试重新编程的干细胞是否可以消除1型糖尿病患者的胰岛素需求。

但在广泛使用干细胞移植之前，科学家们需要解决一个大问题：在1型糖尿病中，杀伤T细胞已经训练成针对β细胞，并且已经摧毁过这些细胞一次。因此，移植的细胞需要保护免受这种免疫攻击。目前，患者需要使用强烈的免疫抑制药物，但这些药物会使患者容易感染，并对肾脏和其他器官有毒性。

为了克服这个问题，帕伦特及其同事在实验室中设计了T细胞，以保护移植细胞（即移植物）免受攻击。“我们改造了一个免疫细胞，改变了其内部机制，使其成为保护细胞而不是杀伤细胞，”帕伦特告诉《生命科学》杂志，“然后我们将其定向到移植物。”这些设计细胞就像保镖一样，专门识别并附着在β细胞上的一种特定蛋白质CD19。当保镖细胞抓住CD19时，它们会产生一种抑制杀伤T细胞的分子。此外，这些保镖还会制造一种吸收炎症化学物质的蛋白质，这种物质通常帮助激活杀伤T细胞。这种抗炎蛋白还指示保镖细胞复制，形成正反馈循环，增强其数量。

为了在活体生物中测试这些保镖细胞，研究人员将从干细胞衍生的β细胞植入小鼠体内，然后让杀伤T细胞攻击这些移植的β细胞。在一组小鼠中，他们还注射了设计细胞来保护移植。结果发现，在未注射设计细胞的小鼠中，杀伤细胞迅速消灭了所有β细胞。而在注射了设计细胞的小鼠中，移植存活至少35天，小鼠在这段时间内仍在产生胰岛素。研究结果发表于12月5日的《科学》杂志上。

帕伦特表示，这项研究表明，可以设计T细胞来保护移植组织。然而，一个挑战是找到一个独特的蛋白质靶点来激活设计细胞，因为大多数潜在靶点在体内的多个细胞中都存在。这增加了设计细胞在移植以外的其他部位激活的可能性。例如，如果带有蛋白质靶点的细胞发生感染或癌变，但由于受到保镖细胞的保护而无法清除，这将是一个问题。在这种情况下，可以设计移植细胞具有“杀死开关”，但体内的其他细胞不会具备这个开关。

后续工作可能会解决这个问题。例如，研究团队可以设计一个人工靶点，该靶点仅存在于移植的β细胞上，而不在其他地方。该研究的共同作者、加州大学旧金山分校细胞设计研究所所长温德尔·利姆（Wendell Lim）在接受《生命科学》杂志采访时说：“这为我们提供了一条新的途径，可以有针对性地治疗炎症性疾病，但需要将许多部分组合起来进行测试，以开发有效的疗法。”

在另一项也发表于《科学》杂志的研究中，利姆及其同事展示了类似的设计师T细胞可以靶向脑肿瘤细胞，同时不损害健康的脑细胞。这些细胞还可以向患有类似多发性硬化症的小鼠的脑细胞输送抗炎化学物质。

展望未来，研究团队还对这种方法在其他由炎症驱动的自身免疫性疾病中的应用感兴趣，如类风湿关节炎、克罗恩病和其他炎症性肠病。但利姆表示，这些想法还需要几年时间才能在人体中进行测试。“这项工作为我们提供了一条新的途径，可以有针对性地治疗炎症性疾病，但需要将许多部分组合起来进行测试，以开发有效的疗法。”

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