2019年11月19日

技术识别T细胞准备某些过敏或感染

当你的免疫系统暴露在一种疫苗,一种过敏原,或传染性微生物,子集的T细胞可以识别一个外国入侵者进入行动。这些T细胞准备杀死感染细胞,而其他人作为记忆细胞,循环到全身上下,密切关注以防入侵者重新出现。

麻省理工学院的研究人员已经发明了一种方法来识别T细胞,共享一个特定的目标,作为这一过程被称为高通量单细胞RNA序列。这种分析可以揭示独特的功能的T细胞通过确定哪些基因会在给定的时间。在一项新的研究中,研究人员用这种技术来识别T细胞产生炎症在花生过敏患者。

在目前的工作中,研究人员使用这种方法研究病人的T细胞对口服免疫疗法对花生过敏,这可以帮助他们决定是否治疗将为一个特定的病人工作。这样的研究也可以帮助研究人员在开发和测试新的治疗方法。

“食物过敏影响大约5%的人口,还有没有一个明确的临床干预除了避免,这可能会导致很多压力对家庭和患者本身,”j·克里斯托弗说爱,雷蒙德·a .和海伦·e·圣劳伦特化学工程教授和麻省理工学院的一个成员的科赫研究所综合癌症研究。“理解是什么驱使这些反应的潜在生物学仍然是一个非常重要的问题。”

爱和亚历克斯·k·Shalek谁是Pfizer-Laubach职业发展麻省理工学院副教授,副教授化学,麻省理工学院的核心成员的医学工程和科学研究所(ime),和一个单位以外的科赫研究所的成员,这项研究的资深作者,发表在今天自然免疫学。论文的主要作者是研究生和安迪你和前Todd Gierahn博士后。

提取信息

研究者的新方法是建立在先前的研究发展上执行单细胞核糖核酸测序技术迅速大量的细胞。通过测序信使RNA,科学家可以发现哪些基因被表示在给定的时间,让他们了解单个细胞的功能。

上执行RNA序列免疫细胞,如T细胞,T细胞是极大的兴趣,因为有这么多不同的角色的免疫反应。但是,先前的测序研究不能确定T细胞的数量,对一个特定的目标,或抗原,这是由T细胞受体的顺序(TCR)。这是因为单细胞RNA序列通常只有一个标签和序列每个RNA分子,和大多数的T细胞受体基因的变化被发现在分子的另一端,不得到测序。

”在很长一段时间里,人们一直用这种方法描述T细胞和他们的转录组,但没有信息有什么样的T细胞受体细胞,”你说。“这个项目开始的时候,我们在思考如何试图恢复信息从这些库的方式并不晦涩难懂的单细胞解决这些数据集,和不需要我们极大地改变我们的工作流和测序平台。”

在单个T细胞RNA编码T细胞受体占不到1%的细胞总RNA,麻省理工学院的团队想出了一个方法放大那些特定的RNA分子,然后把它们的总样本,这样他们可以完全测序。每个RNA分子标记揭示它来自哪个单元的条形码,所以研究人员可以匹配T细胞的RNA表达的目标与模式。这使他们确定哪些基因是活跃在人群目标特定抗原的T细胞。

“融入T细胞的功能,你必须明白这是他们试图识别,“Shalek说。”这个方法让你把现有的单细胞RNA序列库和退出相关序列可能需要描述。在其核心,是一个简单的方法提取的一些策略的信息隐藏在全基因组表达谱数据。”

这种技术的另一个优点是,它不需要昂贵的化学物质,依靠设备,许多实验室已经,并可以应用到许多以前处理样本,研究人员说。

分析过敏

在自然免疫学论文,研究人员表明,他们可以利用这种技术来挑选小鼠T细胞活动与人类乳头状瘤病毒,后小鼠接种病毒。他们发现,尽管所有这些T细胞对病毒反应,细胞有不同的细胞,似乎在不同阶段的development-some非常为杀死感染细胞激活,而另一些则关注的是生长和分裂。

研究人员分析了T细胞取自四个花生过敏患者。暴露的细胞花生过敏原后,他们能够识别活动对过敏原的T细胞。他们还显示,T细胞是最活跃的子集,并发现一些炎性细胞因子产生的,通常是与过敏反应有关。

“我们现在可以开始分层数据显示最重要的细胞,是什么之前,我们无法确定与RNA序列,”你说。

爱的实验室正在马萨诸塞州综合医院的研究者们使用这种技术来跟踪人们接受口服免疫治疗的免疫反应花生过敏——技术,包括消耗少量的过敏原,允许免疫系统建立耐受性。