本文研究首次系統地揭示了胸腺模擬細胞的發育軌跡和演化起源,為科學家們理解胸腺的生物學功能和免疫系統的演化歷程提供了新的視角。
作為免疫系統的重要器官,胸腺負責培養和教育T細胞并使其能識別和清除外來病原體,同時避免對自身組織發起攻擊;然而,胸腺中還存在一類特殊的細胞—胸腺模擬細胞(thymic mimetic cells),其能模擬外周組織的特性從而在胸腺內部創造一個多樣化的微環境。
近日,一篇發表在國際雜志Nature上題為“Developmental trajectory and evolutionary origin of thymic mimetic cells”的研究報告中,來自德國馬克斯普朗克免疫生物學和表觀遺傳學研究所等機構的科學家們通過研究揭示了胸腺模擬細胞的發育軌跡和演化起源。文章中,研究人員通過深入分析不同物種胸腺微環境中的細胞類型,探究了胸腺模擬細胞的形成機制及其在免疫耐受中的作用,相關研究成果不僅有助于深入理解胸腺的生物學功能,更為開發針對免疫相關疾病的治療方法提供了新的思路。
小鼠胸腺模擬細胞的發育
這項研究中,研究人員以小鼠、鯊魚、斑馬魚以及海鞘等物種為主要實驗對象,通過基因編輯技術(如CRISPR-Cas9)、RNA測序、原位雜交等多種技術手段對胸腺模擬細胞的發育和演化進行了深入研究,實驗中所使用的材料包括不同物種的胸腺組織、基因編輯小鼠模型等。
首先研究人員通過對小鼠胸腺發育過程中不同時間點的細胞進行單細胞RNA測序,揭示了胸腺模擬細胞的發育軌跡和基因表達特征,隨后利用基因編輯技術構建了多種小鼠模型,并觀察了不同基因對胸腺模擬細胞發育的影響,同時他們還通過比較不同物種胸腺微環境中的細胞類型分析了胸腺模擬細胞的演化起源。
研究結果表明,胸腺模擬細胞的發育呈現出兩個明顯的波次,即出生前主要出現肌肉、離子細胞、杯狀細胞和纖毛細胞等類型的模擬細胞,而出生后則主要出現模擬肝腸細胞和皮膚角質形成細胞等類型的細胞。這些細胞類型的發育會受到不同轉錄因子和信號分子的調控,而且胸腺模擬細胞的演化與脊椎動物免疫系統的發育密切相關,其或許是為了適應脊椎動物體內新出現的組織類型而逐漸演化形成的。
本文研究首次系統地揭示了胸腺模擬細胞的發育軌跡和演化起源,為科學家們理解胸腺的生物學功能和免疫系統的演化歷程提供了新的視角,這一發現不僅挑戰了研究者對胸腺功能的傳統認識,更為開發針對免疫相關疾病的治療方法提供了新的思路,未來他們還將進一步探究胸腺模擬細胞在免疫耐受中的作用機制,以及如何利用這些細胞來開發新型免疫療法。
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