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Nat Immunol:鉴定出对抗特殊靶标的T细胞

作者: 时间:2019-11-28 点击数:


  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。



  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。


 

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