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Nat Immunol:鉴定出对抗特殊靶标的T细胞

来源:本站原创 2019-11-21 02:34

2019年11月21日 讯 /生物谷BIOON/ --当接种疫苗,或者解除过敏原以及微生物病原体之后,免疫系统激活,产生的T细胞亚群将识别并清除“外来入侵者”。这些T细胞中的一些被可以立即发挥作用,而另一些则发展为“记忆T细胞”,全身循环的同时保护宿主免受入侵者再次出现的打击。
 
如今,麻省理工学院的研究人员现在已经设计出一种方法,以鉴定具有特定靶标的T细胞,通过高通量单细胞RNA测序,作者能够确定某一细胞在给定时间的基因表达情况,进而揭示T细胞的独特功能。在这项新研究中,研究人员使用该技术鉴定了产生花生过敏患者中特别的炎性T细胞。


(图片来源:Www.pixabay.com)
 
研究人员通过使用这种方法来研究患者的T细胞对花生过敏的特征,进而可以帮助开发特定疗法并确定该疗法是否对特定患者有效。此类研究还可以帮助指导研究人员开发和测试新疗法。
 
相关结果近日发表在《Nature Immunology》杂志上。该论文的主要作者是研究生Ang Andy Tu和博士后Todd Gierahn。
 
研究人员的新方法建立在他们先前的工作开发的技术之上,该技术可以在大量细胞上快速执行单细胞RNA测序。通过对信使RNA进行测序,科学家可以发现在给定时间表达的基因,从而使他们了解单个细胞的功能。
 
在T细胞等免疫细胞上进行RNA测序非常令人感兴趣,因为T细胞在免疫反应中具有许多不同的作用。然而,以前的测序研究无法精确找到对特定靶标或抗原有反应的T细胞群体。这是由T细胞受体(TCR)的序列特征决定的。单细胞RNA测序通常仅标记和测序每个RNA分子的其中一端,而T细胞受体基因的大部分变异都位于序列的另一端,因而常规测序手段无法识别这些差异。
 
 “很长一段时间以来,人们一直在用这种传统的方法分析T细胞及其转录组特征,但无法确定T细胞的受体信息。”
 
在单个T细胞中,编码T细胞受体的RNA不足细胞总RNA的1%,因此MIT小组提出了一种扩增这些特定RNA分子,然后将其从总样品中“拉出”的方法。每个RNA分子都标记有条形码,以揭示其细胞来源信息,因此研究人员可以将T细胞的靶标与其RNA表达方式进行匹配。这使他们能够确定哪些基因在靶向特定抗原的T细胞群体中具有活性。
 
“要了解T细胞的功能,就必须了解它们的受体识别的靶点信息。我们开发的这种方法可以利用现有的单细胞RNA测序文库,并提取想要表征的相关序列。”研究人员说,该技术的另一个优点是它不需要昂贵的化学药品,它依赖于许多实验室已经拥有的设备,并且可以应用于许多先前处理过的样品。
 
在文章中,研究人员证明,在给小鼠接种了针对人乳头瘤病毒的疫苗后,可以使用该技术挑选出对人乳头瘤病毒有活性的小鼠T细胞。他们发现,尽管所有这些T细胞都对病毒起反应,但这些细胞具有不同的TCR,并且处于不同的发育阶段:其中一些T细胞被激活以杀死被感染的细胞,而另一些则专注于生长和分裂。
 
然后,研究人员分析了四名对花生过敏患者的T细胞。将细胞暴露于花生过敏原后,他们能够鉴定出对那些过敏原具有活性的T细胞。他们还显示出T细胞的哪些亚群是最活跃的,并发现了一些正在产生通常与过敏反应有关的炎性细胞因子。
 
 “我们现在可以开始对数据进行分层,以揭示最重要的细胞是什么,而以前仅凭RNA测序无法识别这些细胞。”(生物谷Bioon.com)



原始出处:Ang A. Tu, Todd M. Gierahn, Brinda Monian, Duncan M. Morgan, Naveen K. Mehta, Bert Ruiter, Wayne G. Shreffler, Alex K. Shalek, J. Christopher Love. TCR sequencing paired with massively parallel 3′ RNA-seq reveals clonotypic T cell signatures. Nature Immunology, 2019; 20 (12): 1692 DOI: 10.1038/s41590-019-0544-5

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