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Nature 子刊:“单细胞多组学” 为免疫家族树添加了新细胞类型

2020-10-21 12:17:07      点击:

WEHI 研究人员使用了功能强大的 “单细胞多体组学” 技术发现了 T 细胞和 B 淋巴细胞的祖先,这些祖先是我们免疫系统的关键组成部分。

这一发现公布在 Nature Immunology 杂志上,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. 所有免疫细胞均来自共同的祖先血干细胞,但不同类型的免疫细胞通过不同的未成熟前体细胞发育。

2. 研究人员使用单细胞多组学方法研究了单个细胞的多个方面,从而确定了 T 淋巴细胞和 B 淋巴细胞发展的新步骤。

3. 这一发现为对这些关键免疫细胞如何形成的提供了更多细节,并为单细胞多组学技术在一系列其他研究问题中的应用奠定了基础。

专注于单细胞

我们的免疫系统包括许多具有不同功能、不同类型的细胞,但是所有免疫细胞都来自一种祖先细胞,即血液干细胞。不同免疫细胞类型的发育通过未成熟细胞的分支 “家谱” 发生。在免疫细胞发育的早期阶段,单个细胞可以产生几种不同类型的成熟细胞,但是随着发育的发展,细胞变得越来越局限,只能产生最终成熟细胞。

Naik 博士说,T 细胞和 B 淋巴细胞对定向,特异性免疫反应至关重要,它们是密切相关的免疫细胞,这意味着它们在发育过程中有许多共同的步骤。“数十年的研究已经确定了 T 细胞和 B 淋巴细胞的发育方式,以及当发育中的细胞丧失分化为其他免疫细胞类型的能力时其家谱中的 “分支点”。

为了了解免疫细胞如何发展等问题,研究小组建立了澳大利亚首个 “单细胞多组学” 平台,“多组学技术结合了不同的生物数据集(例如基因组学,转录组学和蛋白质组学),比通过查看一个数据集可能会更详细地比较不同的样本。我们已将该方法用于研究单个细胞,在这种情况下,我们正在开发免疫细胞,更详细地了解哪些细胞可以产生淋巴细胞。这种方法称为单细胞多组学。”

一种新的淋巴细胞祖细胞

对免疫细胞前体的研究表明,以前无法识别的细胞类型可以产生 T 细胞和 B 淋巴细胞,但不会产生其他免疫细胞。

Naik 博士说:“该细胞在淋巴细胞发育中发生的时间比我们想象的要早得多。以前的技术将不同的免疫祖细胞分组在一起,但是通过研究单个细胞,我们能够鉴定出一种发展为 T 和 B 淋巴细胞的细胞类型。”

这一发现为 T 细胞和 B 淋巴细胞的家族树增加了新的一层,并可能促进其他研究领域的发展。

“更详细地了解 T 细胞和 B 淋巴细胞如何发育,可能会导致更好的再生这些细胞的方法,治疗某些疾病。我们也知道许多类型的白血病是由免疫细胞发育早期的缺陷引起的,因此我们很好奇这一祖细胞是否与任何形式的白血病都有联系。”

Zalcenstein 博士说,这项研究是单细胞多组学技术的重要范例。 “淋巴细胞的发育已进行了至少 40 年的深入研究。而通过采用这种新方法,我们可以了解到更多信息。这是 SCORE 解决的首批项目之一,自那时以来,我们就一直在应用同样的方法可以解决 100 多个不同的研究问题。这是一个非常令人兴奋的新领域,” 她说。(来源: 生物通 / 作者: 万纹)