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科研进展

广州健康院实现多能干细胞定向分化再生B免疫谱系

发表日期:2021-12-13来源:放大 缩小

  1210日,中科院广州生物医药与健康研究院王金勇课题组在Cellular & Molecular Immunology(细胞与分子免疫学)在线发表了题为Regeneration of immunocompetent B lymphopoiesis from pluripotent stem cells guided by transcription factors 的研究论文,该研究首次揭示了一套可以高效诱导干细胞分化产生B免疫谱系的转录因子组合,证明在不依赖造血干细胞存在的情况下可以通过再生手段移植重建功能完整的体液免疫系统,实现抗原特异性体液免疫应答,并产生长期免疫记忆。这为开发B细胞疗法治疗B细胞相关疾病提供了理论支持和及技术借鉴。 

  B细胞是体液免疫的关键细胞成分,包括固有免疫B1细胞和获得性免疫B2细胞(MZ B, FO B)两大类群。任何一种B细胞缺陷都会导致体液免疫受损,甚至导致严重感染类疾病。对于B细胞功能低下和不全相关疾病的治疗,再生B细胞是一个理想的选择。骨髓和脾脏等B细胞的发育场所有着极为复杂的微环境,多年来研究者们尝试多种体外再生B细胞的方法,但都因为无法模拟上述复杂的B细胞发育微环境而停滞不前。王金勇课题组在多潜能干细胞(PSC)中共表达Runx1, Hoxa9, Lhx2三个转录因子,通过在造血发生(Hemogenesis)以及B淋系生成(lymphogenesis)阶段连续作用产生造血种子,移植后巧妙利用B细胞先天缺失小鼠的体内微环境,成功在小鼠体内诱导出完整而成熟的B细胞谱系。 

  课题组基于体外再生种子细胞,体内发育成熟两步法策略实现诱导B细胞再生。这种诱导生成的B细胞谱系能够分别在外周血、脾脏、骨髓和腹腔膜等多器官组织中检测到对应的B祖细胞、非成熟B细胞、以及成熟B细胞类群,包括pro-B细胞、pre-B细胞、B1细胞、B2细胞等。其中pro-Bpre-B细胞均能表达B细胞发育过程中的关键基因。单细胞测序的聚类结果也显示移植后早期阶段(Day 7.5)再生的pro-Blarge pre-B细胞与野生型小鼠天然的B细胞早期发育对应类群类似。另外,诱导得到的成熟B细胞有着类似于野生型B细胞的BCR多样性,更重要的是诱导得到的B细胞并未发现克隆性增殖,预示着极低的致瘤风险。在移植4-6周后,受体鼠便可分泌多种类型的抗体。T细胞依赖性抗原NP-CGG免疫处理后,受体鼠(无内源B细胞的免疫缺陷鼠)也在初次免疫应答和再次免疫应答中表现良好,表现为积极的抗体分泌和高峰度抗原特异细胞与记忆B细胞。 

  中科院广州生物医药与健康研究院博士生张琪和吴冰燕为该论文的共同第一作者。王金勇研究员为该论文的通讯作者。本研究得到来自科技部、中科院、国家自然基金委、广东省和广州市等项目经费支持。 

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