TWEAK

引言 多能干细胞 (Pluripotent stem cells, PSCs) 具有自我更新并向三胚层多谱系分化的能力。多能干细胞分化得到的细胞和类器官可以应用到基础研究和临床应用的多个方面，包括，疾病模型构建，药物筛选和细胞治疗。巨噬细胞在不同环境因子的刺激下，被极化为不同的表型，如在LPS, INF-g等的刺激下，巨噬细胞表现为促炎表型，在炎症，组织损伤方面发挥作用。而在IL-4, IL-13等的刺激下，巨噬细胞表现为抗炎表型。抗炎型巨噬细胞对于伤口，组织的损伤修复以及血管生成发挥重要作用。除了这两种表型之外，巨噬细胞的极化还存在多种中间表型。胰腺组织内包含许多胰岛小单元，胰岛内包括β细胞、α细胞和δ细胞等，分别负责分泌胰岛素（INS）、胰高血糖素（GCG）和生长抑素 （SST），从而维持血糖的稳定。胰岛β细胞的损伤与1型糖尿病（T1D）和2型糖尿病（T2D）的发生相关。 2024年9月3日，来自康奈尔大学威尔医学院的陈水冰，Robert E. Schwartz和杨柳柳（现为中国医学科学院血液病医院/血液学研究所的研究员）等的研究团队在Cell Stem Cell杂志发表题为Human Vascularized Macrophage-Islet Organoids to Model Immune-Mediated Pancreatic β cell Pyroptosis upon Viral Infection的研究论文。该研究通过对对照组和新冠患者（COVID-19）的胰腺组织样品进行空间多组学分析以及构建人多能干细胞来源的血管化的巨噬细胞-胰岛类器官（vascularized macrophage-islet organoids, VMI organoids）模型发现新冠患者中，促炎型巨噬细胞通过TNFSF12-TNFRSF12A通路诱导胰岛β细胞的焦亡（Pyroptosis）。 越来越多的证据表明，新型冠状病毒病（COVID-19）与糖尿病之间存在强烈联系。美国疾病控制与预防中心（CDC）的研究报告称，与未患新冠肺炎的人相比，18岁以下患有新冠肺炎的人更倾向于新发糖尿病。并且，新冠疫情开始后，1型糖尿病（T1D）和2型糖尿病（T2D）的发病率明显升高。除了新冠病毒（SARS-CoV-2）外，许多研究表明病毒感染与T1D之间存在相关性，包括肠道病毒，如B族柯萨奇病毒，以及轮状病毒、腮腺炎病毒和巨细胞病毒等。柯萨奇病毒B4（CVB4），是一种正义单链RNA病毒，是从新诊断的T1D病人中分离出来的，可以在体外感染并导致β细胞损伤。该团队前期构建了人多能干细胞向三胚层多种组织细胞及类器官分化的平台，通过对这些分化得到的细胞和类器官进行SARS-CoV-2感染，首先鉴定并报道了胰腺内分泌细胞可以被SARS-CoV-2感染。然而，除了病毒直接感染导致的组织细胞损伤外，其他因素，尤其是炎症所导致的组织细胞损伤也在新冠患者的疾病进程中发挥了关键作用。然而，目前缺少合适的人类疾病模型来研究免疫细胞在病毒感染过程中造成的组织损伤。 为了检测免疫细胞是否参与胰腺胰岛β细胞的损伤，团队收集了对照组和新冠患者的胰腺组织样品，对其进行空间多组学分析。研究发现，与对照组相比，新冠患者的胰岛中表达胰岛素（INS）的β细胞的比例明显降低。并且，在新冠患者的胰岛内有促炎型巨噬细胞的活化和富集。之后，团队分离了人的胰岛组织细胞，对其进行SARS-CoV-2以及CVB4的感染和单细胞转录组分析（scRNA-seq）。研究发现，SARS-CoV-2和CVB4均可导致胰岛内促炎型巨噬细胞的活化以及胰岛β细胞的焦亡。 为了研究新冠患者以及病毒感染的胰岛β细胞的焦亡是由病毒直接感染引起的还是由于促炎型巨噬细胞的活化诱导的，该团队构建了人多能干细胞来源的血管化的巨噬细胞-胰岛类器官模型。团队首先将胚胎干细胞（hESCs）分别经过多种因子诱导分化为胰腺内分泌细胞（包含β细胞、α细胞和δ细胞等），巨噬细胞和内皮细胞，之后将分别分化得到的细胞在优化的类器官培养条件下组装成类器官（VMI organoids）。团队进一步对该类器官模型中的关键细胞成分进行了免疫荧光染色分析和功能评价，发现巨噬细胞和内皮细胞的存在对β细胞响应高浓度葡萄糖和KCL的功能有促进作用。同时，内皮细胞和巨噬细胞在该类器官模型中也保留了其特有的功能。通过进一步在体外诱导并构建包含促炎型巨噬细胞的VMI organoids，该团队也证明了促炎型巨噬细胞确实可以引起胰岛β细胞的焦亡。 在分子机制方面，研究团队通过对巨噬细胞和胰岛β细胞之间的细胞通讯（cell chat）进行分析和验证，发现促炎型巨噬细胞通过TNFSF12-TNFRSF12A这一信号通路来诱导胰岛β细胞的细胞焦亡。使用TNFSF12的中和抗体可以缓解病毒（SARS-CoV-2或CVB4）诱导的胰岛或促炎型巨噬细胞诱导的类器官模型中β细胞的焦亡。最后，研究人员也在新冠患者的胰腺组织样本中，确认了胰腺内胰岛β细胞的细胞焦亡现象，并且这种现象与糖尿病不相关。 免疫细胞在组织稳态及疾病的发生发展，尤其是感染性疾病中发挥重要作用。然而，研究免疫细胞介导的宿主组织细胞损伤的人类模型很少。本研究构建了人多能干细胞（hPSC）衍生的血管化巨噬细胞-胰岛类器官（VMI organiods），为研究免疫细胞介导的宿主组织细胞损伤提供了有价值的工具，并揭示了病毒暴露期间β细胞潜在的损伤机制。 模式图（Credit: Cell Stem Cell） 参考文献 https://doi.org/10.1016/j.stem.2024.08.007 责编|探索君 排版|探索君 文章来源|“BioArt” End 往期精选 围观 一文读透细胞死亡(Cell Death) | 24年Cell重磅综述（长文收藏版） 热文 Cell | 是什么决定了细胞的大小？ 热文 Nature | 2024年值得关注的七项技术 热文 Nature | 自身免疫性疾病能被治愈吗？科学家们终于看到了希望 热文 CRISPR技术进化史 | 24年Cell综述

子宫腺肌症是一种慢性激素依赖性疾病，表现为子宫内膜异位生长于子宫肌层中，伴随着周围子宫平滑肌细胞的增生和肥大，导致子宫体积增大。这种状况影响大约20-35%的育龄期女性，主要临床症状包括继发性痛经、月经不规则、子宫增大和生育能力下降。子宫腺肌症的发病机制尚未明确，“内陷”与“化生”两种理论的争议持续存在。目前，由于缺乏有效的药物治疗，许多患者最终选择通过手术切除子宫来治疗，这严重影响了女性的身心健康。因此，深入探究子宫腺肌症的发病机制显得尤为重要。2024年3月15日，嘉兴大学附属妇儿医院的车璇教授团队与同济大学高绍荣教授团队在Protein & Cell在线发表研究论文“Comprehensive transcriptional atlas of human adenomyosis deciphered by the integration of single-cell RNA-sequencing and spatial transcriptomics”。该研究通过结合单细胞RNA测序和空间转录组学技术，全面揭示了子宫腺肌病的分子和空间特征，尤其是首次聚焦于子宫内膜肌层交界区。研究详细描述了异位内膜与在位子宫内膜之间的转录异质性，发现了病灶特异的上皮干细胞（LGR5+）亚群和侵袭性基质细胞亚群，以及子宫腺肌症的微环境特征。这项研究首次提出，子宫腺肌症的起源可能是“内陷”和“化生”理论的共同作用结果，这对于推进诊断和制定有针对性的治疗策略具有重要意义。研究团队收集了4名子宫切除患者（包括3名子宫腺肌病患者和1名子宫肌瘤患者）的15个子宫不同区域的组织样本。通过单细胞RNA测序和空间转录组分析，鉴定了15种细胞类型，揭示了子宫腺肌病子宫不同区域的细胞异质性，特别是子宫内膜肌层交界区的细胞亚群。研究发现，LGR5+细胞在子宫腺肌病病灶中的上皮细胞中显著富集，LGR5是已知的成体干细胞标记物，其在LGR5/WNT信号通路中的作用对于维持组织的正常生理功能至关重要。这一发现提示，LGR5+干/祖细胞上皮细胞可能是子宫腺肌症异位病变的关键参与者，而LGR5/WNT信号通路的激活可能是疾病进展的一个重要驱动因素。此外，研究还揭示了子宫腺肌症病灶中特定的PKIB+间质细胞亚群。这些细胞中PKIB基因的特异性高表达与细胞增殖和侵袭性行为有关，暗示这一亚群在疾病的侵袭性特征中可能起到促进作用。通过单细胞轨迹分析，研究人员进一步发现，WFDC1+间质前体细胞可能是PKIB+间质亚群的前体，在子宫腺肌症的发生和进展中起重要作用。研究还鉴定出7个内皮细胞亚群，观察到内皮细胞的异质性和涉及VEGF和ANGPT通路的异常血管生成信号，表明存在复杂的血管生成环境。最后，作者使用CellPhoneDB和CellChat分析发现病灶中的异位内膜和在位内膜之间的细胞间通信存在明显差异，在病变中涉及PTN、TWEAK和WNT级联的异常信号传导。总体而言，该研究通过单细胞RNA测序和空间转录组技术，绘制了子宫腺肌病子宫不同区域包括子宫内膜肌层交接区的转录图谱，揭示了病灶中独特的细胞亚群、功能异常的信号传导以及复杂的细胞相互作用，为制定精确的诊断和治疗策略提供了重要依据。陈涛、徐怡亮、徐小翠和王建章为论文共同第一作者。嘉兴大学附属妇儿医院车璇教授、同济大学高绍荣教授和吴丽副研究员为本文的共同通讯作者。原文链接：https://life.tongji.edu.cn/14/4f/c12615a332879/page.htm本文仅用于学术分享，转载请注明出处。若有侵权，请联系微信：bioonSir 删除或修改！

Graphite entered into a license and option agreement with an undisclosed third party in August Matthew Porteus, M.D., Ph.D., is trying to write another chapter for his sickle cell disease project. Three years after Graphite Bio launched to build on his work, Porteus has struck a deal to save the floundering project and advance deeper into the clinic under a new biotech. Porteus studied the use of CRISPR to correct the mutation that drives sickle cell at his Stanford University lab. The studies led to Graphite, which listed Porteus as a scientific founder when it emerged with a $45 million series A round in 2020. Graphite’s story quickly took a dark turn, with the biotech seeing a serious adverse event in the first patient it dosed and halting development of the candidate weeks later. Those events marked the beginning of the end for Graphite, which went from raising a $238 million IPO to entering into a reverse merger in less than 30 months. But Porteus has given the sickle cell program a chance of outliving the biotech that first tried to bring it to market. The Stanford professor has co-founded a new biotech, Kamau Therapeutics, to emerge from the ashes of Graphite. Kamau “received an option to acquire all genome editing assets” through a “strategic transaction with Graphite.” The newly minted biotech plans to study the sickle cell asset, nulabeglogene autogedtemcel (nula-cel), that Graphite walked away from in the wake of the adverse event. Investigators have now tracked the patient who received nula-cel for one year. Ahead of the release of the one-year data Monday, Kamau shared a look at six-month results, identifying “lower-than-expected cell survival rate, necessitating platelet and red blood cell transfusions due to low platelet counts” as a problem and fingering eltrombopag as the cause of the adverse event. Eltrombopag is used to treat low platelets in the blood and was not initially part of the trial protocol.  The findings have informed a focus on manufacturing. Kamau is working with an outsourcing partner to increase cell yield and improve overall cell health. The goal is to establish a more robust manufacturing framework. Graphite entered into a license and option agreement with an undisclosed third party in August. Under the terms of the deal, the third party secured an option on nula-cel and related assets and gave Graphite a 20% stake in its business. The option was contingent on the timely achievement of “a financing milestone” by the third party. Graphite’s last update described a tweak it made to the agreement in September. Meanwhile, what's left of Graphite folded into vision-loss biotech LENZ Therapeutics in November.