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Nat Immunol:揭示感染发生时机体T淋巴细胞的分化机制

来源:生物谷 2014-03-09 22:57

2014年3月9日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,来自加利福尼亚大学的科学家通过追踪单一细胞密度的计算机模拟技术首次描绘了T淋巴细胞命运的起始阶段,这就为开发新型药物或疫苗来抵御病原菌感染及癌症的发生提供了一定的思路和研究基础,相关研究刊登于国际著名杂志Nature Immunology上。

原始的T淋巴细胞组成了人类机体抵御外界感染的第一道免疫防线,其在血液和组织中不断循环来寻找入侵的病原菌,T淋巴细胞之所以原始是因为它们并不会遇到病原菌,当其进行免疫防御时,其会激活并且分裂,产生两种子细胞:效应T细胞和记忆T细胞,前者用来进行快速的免疫防御,而后者则为机体提供长效的保护机制。

研究者John T. Chang表示,我们一直在进行研究,旨在揭示在感染期间,T淋巴细胞何时以及以何种方式来产生效应细胞和记忆细胞;基于大量的分析研究,也为我们理解单一细胞的命运提供了一定思路。文章第一作者Janilyn Arsenio说道,我们利用研究单一细胞基因表达的技术以及计算机模拟算法来对本文这一课题进行研究。

结果发现,单一T淋巴细胞产生效应T细胞和记忆T细胞是在感染发生的时候产生的,这种母体T淋巴细胞可以分化形成两个子细胞,而这两个子细胞从分化形成就是完全不同的,其中一个会发育成为效应T细胞,一个会发育成为记忆T细胞。

研究者指出,疫苗设计的初衷就是为了刺激机体产生更为强烈和持久的免疫保护机能,来抵御外界病原菌的感染,这项研究中我们的研究工作揭示了在微生物感染期间T淋巴细胞分化的情况,这就为揭示机体的长效免疫机制以及设计新型疫苗和药物提供了新的希望。(生物谷Bioon.com)

doi:10.1038/ni.2842
Early specification of CD8+ T lymphocyte fates during adaptive immunity revealed by single-cell gene-expression analyses

Janilyn Arsenio, Boyko Kakaradov, Patrick J Metz, Stephanie H Kim, Gene W Yeo & John T Chang

T lymphocytes responding to microbial infection give rise to effector cells that mediate acute host defense and memory cells that provide long-lived immunity, but the fundamental question of when and how these cells arise remains unresolved. Here we combined single-cell gene-expression analyses with 'machine-learning' approaches to trace the transcriptional 'roadmap' of individual CD8+ T lymphocytes throughout the course of an immune response in vivo. Gene-expression signatures predictive of eventual fates could be discerned as early as the first T lymphocyte division and may have been influenced by asymmetric partitioning of the receptor for interleukin 2 (IL-2Rα) during mitosis. Our findings emphasize the importance of single-cell analyses in understanding fate determination and provide new insights into the specification of divergent lymphocyte fates early during an immune response to microbial infection.

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