Science：构建出人体跨组织免疫细胞图谱，揭示出免疫细胞的组织特异性特征

驻留在外周组织中的免疫细胞在健康和疾病中发挥着重要的作用，然而对人类免疫的研究大多集中在血源性细胞上。免疫细胞适应当地的微环境，获得了独特的特征和功能专门化。通过对整个人体的细胞进行系统评估，剖析这些分子适应性，有望改变人们在有机体水平上对免疫系统的理解。

为了全面评估免疫细胞的类型，来自英国韦尔科姆基金会桑格研究所和剑桥大学的研究人员在一项新的研究中从12位已故器官供者身上收集了供者匹配的组织。他们分离出免疫细胞，对T细胞受体和B细胞受体进行了单细胞RNA测序和配对VDJ测序，得到了约33万个免疫细胞的高质量数据。为了解决细胞的身份问题，他们开发出CellTypist，这是一个使用随机梯度下降学习构建出的基于逻辑回归的框架。这种跨组织注释使他们能够审视骨髓细胞谱系和淋巴细胞谱系中共同的和组织特异性的表达模块和细胞状态。相关研究结果发表在2022年5月13日的Science期刊上，论文标题为“Cross-tissue immune cell analysis reveals tissue-specific features in humans”。

这些作者通过管理和协调公共数据集来开发CellTypist，以组建一个全面的免疫细胞类型参考数据库（https://www.celltypist.org）。他们然后将CellTypist应用于他们在多个组织和个体中产生的数据（https://www.tissueimmunecellatlas.org/）。他们总共检测了101个免疫细胞群体，并对每个亚群进行了广泛的跨组织比较。

虽然巨噬细胞表现出显著的组织限制性特征，但也检测到一些趋同的特征。例如，表达噬红细胞作用（erythrophagocytosis）相关基因的巨噬细胞广泛存在于脾脏、肝脏、骨髓和淋巴结。

人类免疫细胞的跨组织图谱。图片来自Science, 2022, doi:10.1126/science.abl5197。

在确定的免疫细胞亚群内也观察到异质性，如迁移性树突细胞的适应性。在适应性免疫细胞谱系中，这些作者鉴定出记忆免疫细胞群体的组织特异性分布。浆细胞显示出有限的组织分布，而记忆B细胞的分布更为广泛。同样，与中央记忆T细胞和效应记忆T细胞相比，组织驻留记忆T（TRM）细胞的分布更为局限。值得注意的是，由VDJ测序可知，TRM细胞具有明显的多样性，包括αβ和γδ谱系。对克隆动态的评估显示，TRM细胞的克隆扩增率最高，组织驻留免疫细胞群体和效应记忆免疫细胞群体之间的克隆共享最为频繁。

综上所述，这些作者提出了一个不同成人组织中的骨髓细胞谱系和淋巴细胞谱系的免疫细胞图谱。他们开发出CellTypist用于自动免疫细胞注释，并对不同的免疫细胞亚群进行了深入剖析，从100多万个免疫细胞中识别出101种免疫细胞类型或状态，包括以前未被重视的免疫细胞状态。他们还发现了给定免疫细胞谱系在不同组织中的趋同表型，并描述了一些免疫细胞类型的组织适应特征，包括巨噬细胞和组织驻留记忆T细胞。总之，这些作者扩展了人们对人类免疫作为一个综合的、跨组织的网络的理解，而且他们为科学界提供了几个关键的新资源。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

C. Domínguez Conde et al. Cross-tissue immune cell analysis reveals tissue-specific features in humans. Science, 2022, doi:10.1126/science.abl5197.