Cell Res ： 王金勇/刘兵开拓新方法，在体外产生功能性的T细胞

来源：iNature

从多能干细胞（PSC）获得具有免疫能力和治疗性的T淋巴细胞生成是T细胞再生医学的主要目标。迄今为止，在体内优先从PSCs重建T淋巴细胞生成仍然是一个实际的挑战。

2019年11月15日，中国科学院广州生物医药与健康研究院王金勇及暨南大学刘兵共同通讯在Cell Research 在线发表题为"Guiding T lymphopoiesis from pluripotent stem cells by defined transcription factors"的研究论文，该研究通过使用无偏见的体内功能筛选方法，确定了外源性Runx1和Hoxa9在PSC分化方案中从内皮细胞向造血细胞过渡阶段到造血祖细胞成熟阶段的早期时间窗内的协同和瞬时表达。在体外，产生了一种具有胸腺归巢特征的诱导型造血祖细胞（iHPCs），该细胞可移植并在免疫缺陷小鼠中产生了具有丰富TCRαβ库的诱导型T细胞（iT细胞）。

单细胞转录组和功能分析说明了来自PSC的T谱系诱导的细胞轨迹，揭示了最早在造血内皮细胞阶段确定的T谱系特征，并鉴定了真正的胸腺前祖细胞。诱导的T细胞正常分布在中央和外周淋巴器官中，并表现出丰富的TCRαβ库。再生T淋巴细胞恢复了免疫缺陷小鼠的免疫监视。此外，基因编辑的iR9-PSC在体内产生了肿瘤特异性T细胞，可有效根除肿瘤细胞。这项研究提供了从无限且可编辑的PSC来源普遍产生功能性和治疗性T细胞的新方法。

产生T细胞的主要方法是通过将小鼠或人类造血干/祖细胞（HSPC）与表达Notch配体的基质细胞系共培养。尽管该方法在体外研究T细胞发育方面做出了巨大贡献，但由于天然胸腺微环境的体外重现不足，这种方法产生的T细胞在植入后体内仍面临严重的免疫能力问题。天然小鼠Sca1 + cKit +和人CD34 +血祖细胞可以在体外诱导成CD7 +胸腺前细胞，从而成功地在胸腺定殖并在体内成熟为具有免疫功能的T细胞。然而，这种体外加体内两步法从多能干细胞（PSC）开始，这种方法从未成功实现诱导性T淋巴细胞生成，因为来自多能干细胞（PSC）的诱导T细胞祖细胞在体内显示出固有的胸腺归巢缺陷。

从iRunx1-p2a-Hoxa9编辑的胚胎干细胞体内T细胞再生

从多能干细胞（PSC）生成功能性T淋巴细胞的另外一个途径是通过诱导造血干细胞（HSC）样中间体，然后进行体内多谱系造血，包括T细胞。然而，从PSC生成可靠的诱导的HSC（iHSC）仍然效率低下，这种方法是否有效及能否产生治疗性的杀死肿瘤的T细胞尚不清楚。

越来越多的证据表明，在确定的HSC发生之前，血液祖细胞也具有T细胞谱系分化的潜力。因此，确定这种至关重要的T谱系潜能决定因素可能有助于建立从PSC重构T淋巴细胞生成的可靠方案。

过继转移的iT细胞排斥Rag1-/-小鼠的同种异体皮肤

在这项研究中，研究人员通过使用无偏见的体内功能筛选方法，确定了外源性Runx1和Hoxa9在PSC分化方案中从内皮细胞向造血细胞过渡阶段到造血祖细胞成熟阶段的早期时间窗内的协调和瞬时表达。在体外，产生了一种具有胸腺归巢特征的诱导型造血祖细胞（iHPCs），该细胞可移植并在免疫缺陷小鼠中产生了具有丰富TCRαβ库的诱导型T细胞（iT细胞）。

在生理上，iT细胞成功地恢复了免疫缺陷小鼠的免疫监视功能。从治疗上讲，这些iT细胞经过改造后在PSC阶段携带肿瘤抗原特异性TCR时，在体内具有抗肿瘤活性。总而言之，该研究建立了从PSC体内优先产生功能性和治疗性T淋巴细胞生成的新方法。

参考消息：

https://www.nature.com/articles/s41422-019-0251-7