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Nature 子刊:“單細胞多組學” 為免疫家族樹添加了新細胞類型

2020-10-21 12:17:07      點擊:

WEHI 研究人員使用了功能強大的 “單細胞多體組學” 技術發現了 T 細胞和 B 淋巴細胞的祖先,這些祖先是我們免疫系統的關鍵組成部分。

這一發現公布在 Nature Immunology 雜志上,由 Shalin Naik 博士,Daniela Zalcenstein 博士,Tian Luyi,Jaring Schreuder 和 Sara Tomei 等人完成。

研究摘要:

1. 所有免疫細胞均來自共同的祖先血干細胞,但不同類型的免疫細胞通過不同的未成熟前體細胞發育。

2. 研究人員使用單細胞多組學方法研究了單個細胞的多個方面,從而確定了 T 淋巴細胞和 B 淋巴細胞發展的新步驟。

3. 這一發現為對這些關鍵免疫細胞如何形成的提供了更多細節,并為單細胞多組學技術在一系列其他研究問題中的應用奠定了基礎。

專注于單細胞

我們的免疫系統包括許多具有不同功能、不同類型的細胞,但是所有免疫細胞都來自一種祖先細胞,即血液干細胞。不同免疫細胞類型的發育通過未成熟細胞的分支 “家譜” 發生。在免疫細胞發育的早期階段,單個細胞可以產生幾種不同類型的成熟細胞,但是隨著發育的發展,細胞變得越來越局限,只能產生最終成熟細胞。

Naik 博士說,T 細胞和 B 淋巴細胞對定向,特異性免疫反應至關重要,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。“數十年的研究已經確定了 T 細胞和 B 淋巴細胞的發育方式,以及當發育中的細胞喪失分化為其他免疫細胞類型的能力時其家譜中的 “分支點”。

為了了解免疫細胞如何發展等問題,研究小組建立了澳大利亞首個 “單細胞多組學” 平臺,“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),比通過查看一個數據集可能會更詳細地比較不同的樣本。我們已將該方法用于研究單個細胞,在這種情況下,我們正在開發免疫細胞,更詳細地了解哪些細胞可以產生淋巴細胞。這種方法稱為單細胞多組學。”

一種新的淋巴細胞祖細胞

對免疫細胞前體的研究表明,以前無法識別的細胞類型可以產生 T 細胞和 B 淋巴細胞,但不會產生其他免疫細胞。

Naik 博士說:“該細胞在淋巴細胞發育中發生的時間比我們想象的要早得多。以前的技術將不同的免疫祖細胞分組在一起,但是通過研究單個細胞,我們能夠鑒定出一種發展為 T 和 B 淋巴細胞的細胞類型。”

這一發現為 T 細胞和 B 淋巴細胞的家族樹增加了新的一層,并可能促進其他研究領域的發展。

“更詳細地了解 T 細胞和 B 淋巴細胞如何發育,可能會導致更好的再生這些細胞的方法,治療某些疾病。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,因此我們很好奇這一祖細胞是否與任何形式的白血病都有聯系。”

Zalcenstein 博士說,這項研究是單細胞多組學技術的重要范例。 “淋巴細胞的發育已進行了至少 40 年的深入研究。而通過采用這種新方法,我們可以了解到更多信息。這是 SCORE 解決的首批項目之一,自那時以來,我們就一直在應用同樣的方法可以解決 100 多個不同的研究問題。這是一個非常令人興奮的新領域,” 她說。(來源: 生物通 / 作者: 萬紋)