您好!欢迎来到武汉爱基百客生物科技有限公司的官方网站!

表观组学技术服务

新闻分类

产品分类

联系我们

武汉爱基百客生物科技有限公司

电话:027-87606602(市场部)  

          027-62431231(行政部)

Q Q : 270105245   465436937   

         1511879086   812115916

传真:027-87606602

邮箱:support@igenebook.com

地址:武汉市东湖高新区高新大道888号高农生物园高农国际1栋  

网址:www.igenebook.com


干实验系列|10x scRNA-seq+VDJ测序协助鉴定天然T细胞亚型并探索其分化途径

您的当前位置: 首 页 >> 新闻中心 >> 文献解读

干实验系列|10x scRNA-seq+VDJ测序协助鉴定天然T细胞亚型并探索其分化途径

发布日期:2020-11-10 作者: 点击:

T细胞,是我们适应性免疫的重要组成部分,其TCR受体为了适应人类的生存,形成了成千上万种谱系。MAIT细胞、iNKT细胞和γδT细胞等非常规T细胞显示出先天性和适应性免疫的特征。与常规αβT细胞一样,非常规T细胞表达抗原特异性TCR,只是TCR种类少、克隆数量较多,此外,来自非常规T细胞的独特TCR谱系使得它们能够识别具有独特生物化学特征的抗原,例如由非经典主要组织相容性复合物(MHC)分子呈现的微生物脂质、磷脂抗原和代谢物。非常规T细胞的功能特征包括细胞毒性和多种细胞因子的快速生成,如TNFα、IL-2、IL-4、IL-13、IL-17、IL-21、干扰素γ(IFNγ)和GM-CSF,这种广泛的效应功能与快速响应刺激的能力相结合,使非常规T细胞能够在免疫反应早期影响T细胞和B细胞反应。

免疫细胞还能在临床疾病中得到应用,通过了解天然T细胞的发育过程,可能对于克服免疫失调引起的各种传染病或恶性肿瘤有所帮助。本文主要介绍由由浦项科学技术研究所(POSTECH)的You Jeong Lee和Sanguk Kim教授2020年8月31日发表在nature communication上的Single-cell RNA sequencing identifies shared differentiation paths of mouse thymic innate T cell文章,该文章主要研究的关于天然T细胞的分化进程和亚群分类,为了解天然效应T细胞分化是如何调控发育提供了坚实的理论基础。


1.png

研究背景

不变自然杀伤T细胞invariant natural killer T(iNKT)、黏液相关不变T细胞mucosal-associated invariant T(MAIT)和γδ T 不变性T细胞是先天的T细胞,它们在胸腺中获得记忆表型,并具有相似的生物学特性。然而,它们的效应细胞分化是如何调控发育的仍不清楚。

研究材料

流式细胞仪筛选的天然T细胞


研究结果

作者通过分析将iNKT细胞分成NKT1、NKT2和NKT17细胞亚群,MAIT细胞分成MAIT1、MAIT2和MAIT17亚群,γδ T细胞分成Tγδ1、Tγδ2和Tγδ17亚群。对这些细胞的bulk 转录组数据进行差异表达基因分析以及针对一系列细胞因子、受体和转录因子分析发现,虽然不太的γδ T细胞亚群在细胞因子、受体以及转录因子上游差异,甚至PCA聚类分析也存在分化差异,但是与iNKT细胞进一步联合分析发现γδ T与iNKT细胞在细胞因子、受体和转录因子抑或是PCA聚类分析上都呈现一致性。

作者进一步对转录组结果中的不同细胞进行定量分析,发现NKT细胞和γδ T细胞都能抑制MAIT细胞的发育。

总的来说,先天T细胞共享特异的世系marker,而MAIT细胞与iNKT和γδ T细胞在胸腺中有竞争作用。

2.png

图:先天T细胞有类似效应亚群

通过scRNA-seq结果,对先天T细胞进一步分类,并分析marker基因在分群中的表达情况,发现iNKT、MAIT和γδ T细胞的type1和17亚群聚类在一起,进一步拟时序分析,发现MAIT、γδ T的type1和17有共同的前体。拟时序分析发现MAIT细胞有三个线性分化进程:MAIT1(M1-M3-M4-M5)、MAIT2(M1-M2)和MAIT17(M1-M3-M6-M7-M8),并且新定义了MAIT2细胞和MAIT1细胞和MAIT17细胞的发育中间体;而γδ T有两个分化进程:Tγδ 17(G1-G2/3-G4-G5-G6)和Tγδ 1(G1-G2/3-G7-1-G7-2)。

3.png

图:MAIT和γδ T细胞的拟时序分析


VDJ测序后进行分析,发现iNKT和MAIT细胞中,相对于TCRβ/δ, α/γ的CDR3无论是长度还是序列变化都很小。分析不同的天然T细胞的克隆重复性,发现MAIT细胞比INKT和γδ T细胞的克隆增殖少,这与MAIT在胸腺中的数量少相关联。通过先天T细胞的VDJ测序后进行生信分析,发现MAIT和γδ T的阳性选择细胞比它们初期发育时更具有多变性,并且经典的MAIT TCRs在其成熟分化进程中面临选择性。

4.png

图:天然T细胞在发育过程中面临克隆选择


bulkRNA-seq和scRNA-seq结果表明γδ T细胞的发育可能是由世系分化进程导致的,而不是由TCRs来指导。FTOC实验表明,γδ T细胞的分化与其TCR的利用情况高度相关。用Gata3 KO和Tbx21 KO以及ROR KO小鼠中统计天然T细胞中的数量,发现γδ T细胞和MAIT细胞通过世系分化来发育,这与scRNA-seq的结果一致。

5.png

图:γδ T细胞和MAIT细胞通过世系分化来发育


通过小鼠实验得到的天然T细胞分化的结果,作者想在人类样本中进一步验证。使用人心脏灌注液分离天然T细胞,分析这些天然T细胞的组成和基因情况,发现,人类虽然与小鼠的天然T细胞虽然在RORγt+细胞在表达TBET的水平上不一致,但是其效应亚群与小鼠类似。

6.jpg

图:人类和小鼠天然T细胞有类似的亚群

研究结论

作者确定了胸腺中这三种先天T细胞类型的类似效应子亚群,它们具有相同的转录特征。利用单细胞RNA测序,iNKT、MAIT和γδ T通过共享的分支分化而成熟,而不是线性成熟或TCR介导的指令。同时TCR克隆分型分析显示,三种类型的胸腺成熟均伴随着克隆选择和扩增。对TBET、GATA3或ROR缺陷小鼠T细胞的分析和其他体内实验证实了预测的分化途径,而来自肝脏样本的人类先天T细胞显示了类似的特征。总的来说,研究数据表明先天T细胞共享效应分化,天然T细胞的效应分化是紧密共享的,并受到克隆选择、增殖和竞争的调控。有报道显示先天T细胞在人类疾病的发病机制中起着关键作用,并试图将其用于免疫治疗。主要依据是小鼠中分泌干扰素γ的天然杀伤性T细胞具有很强的抗癌和抗病毒功效,但是拥有天然杀伤性T细胞较少的人可能不能获得这样的效果。而本研究发现,人的MAIT细胞或γδ T细胞在功能上等同于小鼠的自然杀伤T细胞,将来有可能使用MAIT和γδ T细胞在人体内分泌干扰素γ进行免疫治疗,像小鼠一样产生抗癌和抗病毒作用。因此,本研究结果对于了解先天T细胞的各种功能及其在免疫治疗中的应用潜力非常重要。

参考文献

Lee M , Lee E , Han S K , et al. Single-cell RNA sequencing identifies shared differentiation paths of mouse thymic innate T cells[J]. Nature Communications.

DOI:10.1038/s41467-020-18155-8


联系我们
长按关注
http://www.igenebook.com/
support@igenebook.com
027-87606602
公司产品目录

IP类产品:ChIP-seqDAP-seqCLIP-seqRIP-seqDRIP-seq6mA-IP-seqMeRIP-seqIPCoIP

测序产品:WGBSATAC-seqWGSRAD/GBSsmallRNALncRNA、转录组、精准转录组、全转录组、降解组分子产品:EMSAY1HY2H分子标记、荧光定量、载体构建

新星产品:scWGBSscATAC-seqscRNA-seq、空间转录组、CUT&RUNCUT&Tag

其他产品:代谢组、修饰酶组




本文网址:http://www.igenebook.com/news/552.html

关键词:scRNA-seq,10xVDJ,空间转录组

Z近浏览:

联系我们

企业名称:武汉爱基百客生物科技有限公司

电话:027-87606602(市场部)  027-62431231(行政部)

Q Q :  270105245   1511879086  

          465436937   812115916

传真:027-87606602

邮箱:support@igenebook.com

地址:武汉市东湖高新区高新大道888号高农生物

          园高农国际1栋  

网址:www.igenebook.com


热推产品  |  主营区域: 江苏 天津 武汉 上海 北京 湖北
  • 在线客服
  • 联系电话

    027-87606602

  • 在线留言
  • 官方微信
  • 在线咨询
    欢迎给我们留言
    请在此输入留言内容,我们会尽快与您联系。
    姓名
    联系人
    电话
    座机/手机号码
    邮箱
    邮箱
    地址
    地址