「多組學」為免疫家譜增添了新的細胞

2020-10-23 上海卡替生物技術

WEHI研究人員利用強大的「單細胞多組學」技術，發現了T和B淋巴細胞的未知祖先，它們是我們免疫系統的關鍵組成部分。

研究人員使用一種類似於分析運動隊性能的方法，將單個運動員的統計數據分解為單個免疫細胞的多個方面，以確定哪些細胞只會產生淋巴T細胞和B細胞。這揭示了一個新的階段淋巴細胞發育，這些信息可以豐富未來對免疫系統的研究。


這項研究近日發表於《Nature Immunology》雜誌上，由Shalin Naik博士, Daniela Zalcenstein博士,Luyi Tian, Jaring Schreuder and Sara Tomei領導。

聚焦於單細胞

我們的免疫系統由許多不同類型的細胞組成，具有不同的功能，但所有的免疫細胞都來自於一種單一類型的細胞，一種血液幹細胞。不同免疫細胞類型的發育是通過不成熟細胞的分支「家族樹」發生的。在免疫細胞發育的早期階段，個體細胞可以產生幾種不同類型的成熟細胞，但隨著發育的進展，細胞對最終成熟細胞的產生變得更加有限。

T和B淋巴細胞是有針對性的特異性免疫反應的關鍵，它們是密切相關的免疫細胞，這意味著它們在發育過程中有許多共同的步驟，Naik博士說：「幾十年的研究已經確定了T和B淋巴細胞是如何發育的，以及當發育中的細胞失去發展成其他免疫細胞類型的能力時，他們家族中的『支點』。」

Zalcenstein博士說：「多組學技術結合了不同的生物數據集--例如基因組學、轉錄組學和蛋白質組學--來更詳細地比較不同的樣本，而不是通過觀察一組數據。我們已經將這種方法應用於研究單個細胞，在這種情況下發展免疫細胞，以便更詳細地了解哪些細胞可以產生淋巴細胞。這種方法被稱為單細胞多組學。」

她說：「我們不看樣本中多個細胞的數據，而是把注意力集中在單個細胞上，以了解更多人群中存在的差異。這就像觀察一支足球隊--你可以將每場比賽中每名球員的進球、鏟球和踢球數平均下來，但如果你查看單個球員的統計數據，你可能會發現，一名球員打進了很多球，而另一名球員則對大部分進球負責。」

一種新的淋巴細胞祖細胞

Score對免疫細胞前體的研究揭示了一種以前未被識別的細胞類型，這種類型可能產生T和B淋巴細胞，而不是其他細胞。免疫細胞.

Naik博士說：「這種細胞在淋巴細胞發育過程中發生的時間比我們想像的要早得多。」以前的技術將不同的免疫祖細胞組合在一起，但通過研究單個細胞，我們能夠識別出一種致力於發展成T和B淋巴細胞的細胞類型。

這一發現為T和B淋巴細胞家族樹增加了一個新的層次，並為其他領域的研究提供了推動力。

「更詳細地了解T和B淋巴細胞是如何發展的，這可能會導致更好的再生途徑。細胞奈克博士說：「作為治療某些疾病的一種方法，我們也知道許多類型的白血病是由免疫細胞發育早期的缺陷引起的，因此我們很想知道這種祖細胞是否與任何形式的白血病有聯繫。」

Zalcenstein博士說，這項研究是單細胞多組學力量的一個很好的例子。她說：「淋巴細胞的發展已經深入研究了至少四十年。儘管如此，通過應用這種新的方法，我們能夠更多地了解它。這是Score最先解決的項目之一，從那時起，我們已經將同樣的方法應用於100多個不同的研究問題。這是一個非常令人興奮的新領域，能夠成為其中的一部分。」

來源：Walter and Eliza Hall Institute

更多信息：Nature Immunology (2020). DOI: 10.1038/s41590-020-0799-x

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