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加州大学洛杉矶分校新闻

研究人员利用干细胞模拟对COVID-19的免疫反应

编者注:该公告于2020年6月23日更新,以修正来自加州再生医学研究所的拨款金额。资助金额为十五万美元。

美国各地的城市都在重新开放,但要让COVID-19疫情成为历史,我们还有很长的路要走。要真正做到这一点,我们需要一种能够阻止感染传播的疫苗。

但是,要开发出有效的疫苗,我们需要了解免疫系统是如何应对导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒的。

疫苗的工作原理是模仿感染。它们使人的免疫系统暴露在病毒的弱化版本或其原本要防御的成分中。这基本上是让免疫系统提前准备好对抗病毒,这样,如果一个人暴露在真正的病毒面前,他们的免疫系统就能迅速识别敌人并对抗感染。疫苗需要包含病毒的正确部分,以引发强烈的免疫反应并产生长期保护。

大多数针对SARS CoV-2的疫苗都是使用部分病毒刺激免疫系统产生一种叫做抗体的蛋白质来中和病毒。另一种疫苗可以通过激活免疫系统的T细胞来抵抗病毒。

T细胞特异性地识别被病毒感染的细胞,而这些反应对于提供长期的病毒防护可能特别重要。研究人员面临的一个挑战是,他们只有几个月的时间来研究免疫系统是如何抵御SARS CoV-2的,特别是病毒的哪些部分能激发t细胞最好的反应。

这就是免疫治疗研究人员和加州大学洛杉矶分校的伊莱和埃迪,再生医学和干细胞研究中心的成员盖伊·克鲁克斯博士和克里斯托弗·塞特博士的作用。

多年来,他们一直在完善一项利用造血干细胞的创新技术。可产生各种血液和免疫细胞;产生一种罕见而强大的免疫细胞,称为1型树突细胞。1型树突状细胞在免疫反应中扮演重要角色,它们吞噬被病毒感染的细胞中称为抗原的外来蛋白质,然后将其切成碎片。然后树突细胞利用这些蛋白质片段触发T细胞产生免疫反应。

利用这项技术,Crooks和Seet正在努力查明SARS-CoV-2病毒的哪个特定部位能激起最强的t细胞反应。

建立持久的免疫力

我们从对其他病毒感染和癌症免疫治疗的大量研究中知道,t细胞反应对长期免疫非常重要,加州大学洛杉矶分校大卫格芬医学院血液肿瘤学助理教授Seet说。因此,这种方法将使我们能够更好地描述t细胞对SARS-CoV-2的反应,并将疫苗和治疗开发重点放在那些能诱导强t细胞免疫的病毒部位。

这个项目最近获得了加州再生医学研究所(加州的干细胞机构)15万美元的资助。加州大学洛杉矶分校的布罗德干细胞研究中心也获得了同样的奖项。

Crooks’seeto的项目使用的造血干细胞取自健康捐献者,这些干细胞被一种含有SARS-CoV-2抗原的病毒感染。然后,他们使用Seet和Crooks&rsquo的研究生Suwen Li开发的新方法,引导这些干细胞产生大量的1型树突细胞。Seet和Li都是加州大学洛杉矶分校远大干细胞研究中心的毕业生。

利用这个过程我们能够制造出的树突细胞非常善于切断病毒抗原,并引发T细胞的强烈免疫反应。他是医学院的病理学、检验医学和儿科学教授,也是加州大学洛杉矶分校Broad干细胞研究中心的联合主任。

当1型树突细胞将病毒抗原切成碎片时,它们将这些碎片呈现在细胞表面给T细胞。我们的身体每天产生数百万个T细胞,每个T细胞都有自己独特的抗原受体,但只有少数T细胞的受体能够从病毒中识别特定的抗原。

当带有正确受体的T细胞识别出树突细胞上的病毒抗原是外来的和危险的,它就会引发一系列事件,激活免疫系统的多个部分来攻击感染病毒的细胞。这包括克隆扩张,在这个过程中,每个应答的T细胞产生大量相同的细胞,称为克隆,这些细胞都能识别抗原。

大多数T细胞会离开,通过杀死被病毒感染的细胞来对抗感染,Seet说,像骗子一样,他也是加州大学洛杉矶分校琼森综合癌症中心的成员。然而,这些细胞中的一小部分变成了记忆T细胞。长寿命T细胞在体内存活数年,如果病毒卷土重来,它能迅速产生强健的T细胞反应,从而保护自己免受未来的感染。挑大梁年代免疫记忆.”

产生极其罕见的免疫细胞

由于1型树突状细胞极其罕见,因此这个过程在实验室中建模一直是非常具有挑战性的。它们在血液中所发现的细胞中只占不到0.1%。现在,有了这项新的干细胞技术,Crooks和Seet可以从健康人捐献的血液干细胞中产生大量的树突细胞,然后将它们引入病毒的某些部位,然后看看T细胞如何从血液中提取的细胞可以在实验室中产生反应。这一过程可以重复进行,使用的细胞来自不同的健康人。

这样做的好处是,我们不需要进行实际的疫苗试验就可以非常迅速地做到这一点,因此我们可以在实验室中非常迅速地找出病毒的哪一部分在许多个体中诱导t细胞的最佳反应,表面说。

由此产生的数据可用于开发新的COVID-19疫苗,以改善t细胞反应。关于哪些病毒抗原对T细胞最重要的数据也可以用来监测现有候选疫苗的有效性,以及个体对病毒的免疫状态。

目前有几十种候选疫苗正在开发中,其中三到四种已经进入临床试验阶段。表面说。我们都希望一种或多种疫苗能有效产生立即和长期的免疫力。但由于我们对这种新病毒还有很多不了解之处,我们仍需深入研究,以了解我们的免疫系统如何才能最好地保护我们不受感染。

支持对我们身体自身过程的基础研究,为对抗疾病的新策略提供信息,是Broad干细胞研究中心的核心任务。

当我们在几年前开始开发这个项目时,我们不知道它对研究病毒感染会如此有用,任何病毒感染,骗子说。正是因为我们已经有了这些现成的工具,我们才能够如此迅速地采取行动。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:http://newsroom.ucla.edu/stories/stem-cells-model-immune-response-covid-19