研究人員繪製了胸腺的發展圖譜，揭示了其在訓練T細胞和建立終身免疫基礎方面的作用。 OrganAxis工具允許高解析度的空間分析，為癌症和與年齡相關的免疫功能下降的工程免疫療法打開了大門。 早期胸腺發育（受孕后12周）可能對長期免疫健康和治療策略產生深遠影響。

科學家們發現，終身免疫的基礎比先前認為的要早得多，他們創建了首個人類胸腺的空間圖譜，這是一個關鍵器官，負責訓練免疫細胞對抗感染和癌症。

先進癌症療法和移植成功的免疫細胞發育

來自Wellcome Sanger研究所及其比利時根特大學、美國國立過敏與傳染病研究所和其他機構的合作者發現了免疫細胞發育的顯著差異。 這一理解有助於科學家在體外創造免疫細胞以對抗癌症、對抗與年齡相關的免疫功能下降並減少移植排斥的可能性。 該研究發表在《自然》雜誌上，是國際人類細胞圖譜（HCA）專案的一部分，該專案旨在繪製人體中每種細胞類型的圖譜。 從研究胸腺樣本在出生前後的變化中獲得的見解，可能幫助未來的研究人員創建人工胸

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腺，這是為老年人或免疫系統受損的人群工程化治療性免疫細胞的第一步。

解碼胸腺：T細胞訓練、免疫和與年齡相關的衰退的見解

這項工作是《自然組合》期刊中40多篇HCA出版物之一，標誌著我們對人類身體的理解邁出了重要一步。 免疫系統使用多種T細胞來防禦身體免受感染和癌症的侵害，T細胞是一種白細胞。 T細胞必須首先接受訓練，以識別危險而不攻擊自身健康的細胞。 這種重要的T細胞訓練發生在胸腺中，胸腺是一個位於胸骨下方的小器官。 當胸腺功能失調時，會導致免疫力下降或自身免疫疾病，如1型糖尿病和類風濕性關節炎。 儘管胸腺非常重要，但對其早期發育知之甚少，因為它僅在嬰兒期發揮作用，隨後迅速退化。 研究其早期階段可以幫助我們理解為什麼免疫力會隨著年齡的增長而下降，使老年人更容易受到感染並且對疫苗反應較差。

胸腺發育的圖譜：T細胞工程和再生免疫的見解

在這項新工作中，來自Wellcome Sanger研究所及其合作夥伴的研究人員使用單細胞測序和高級空間映射技術，追蹤了從受孕后11周到3歲的胸腺和T細胞發育。 他們發現，該器官的基本結構和功能早在受孕后12周就已經形成，這意味著早期妊娠變數可能對長期免疫功能的影響比之前認為的更大。 研究人員發現了幾種T細胞類型發育的顯著差異——一些幫助協調免疫反應，通過指導其他免疫細胞，而另一些則積極攻擊感染或惡性細胞。 這一見解可以幫助開發新的T細胞工程藥物，選擇性地增強癌症治療的免疫力，同時抑制自身免疫疾病和移植的免疫力。 研究人員還在胸腺中發現了產生關鍵支持細胞的祖細胞區域，同時類比身體自身的環境，防止T細胞對自己的反應。 這可能有助於未來研究人員開發人工胸腺，用於老年人或免疫系統受損人群的再生免疫療法。 該研究的重要成功是建立了標準化的高解析度空間映射工具OrganAxis，使研究人員能夠以前所未有的細節比較胸腺樣本的組成和結構組織。 這種方法可以應用於其他隨著時間顯著變化或個體間差異很大的器官，如肝臟或腎臟。

新胸腺圖譜揭示增強免疫療法的途徑

該研究的共同第一作者、曾在Wellcome Sanger研究所和EMBL-EBI工作、現任職於劍橋大學幹細胞研究所的Nadav Yayon博士表示：“胸腺在建立終身免疫方面具有獨特的的重要性，但由於其各個發育階段看起來像是完全不同的器官，因此之前的比較一直很困難。 OrganAxis使我們能夠結合多個空間數據集，揭示單獨觀察時會忽略的隱藏特性。 使用關鍵結構作為參考點，就像徒步旅行者使用地標導航一樣，我們現在可以看到結構如何在早期出現，並隨時間跟蹤T細胞訓練。 ”

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me Sanger研究所工作、現任職於劍橋大學幹細胞研究所的Veronika Kedlian博士表示：“我們關於健康胸腺生長的地圖可能會導致新的方法來增強免疫力，特別是在老年人或胸腺缺陷者中。 我們已經在使用這一資源來研究與年齡相關的免疫變化和疾病，如DiGeorge綜合征，患有這種病的兒童天生沒有功能性的胸腺，極易感染。 ”

該研究的資深作者、人類細胞圖譜的聯合創始人、曾在Wellcome Sanger研究所工作、現任職於劍橋大學幹細胞研究所的Sarah Teichmann博士表示：「這張胸腺地圖是第一個具有單細胞解析度和轉錄組寬度的全面人類器官表示。 這是我們通過人類細胞圖譜逐個細胞地理解人類生物學的重要拼圖。 瞭解胸腺如何在早期階段教育免疫細胞，為我們提供了對免疫缺陷和自身免疫疾病的新的見解。 該地圖為開發增強或修改免疫反應的藥物提供了寶貴的見解。 ”