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科学家开发出更有效地分离和鉴定稀有T细胞的方法

加州大学洛杉矶分校的伊莱和艾迪思大学再生医学与干细胞研究中心的科学家开发了一种技术,该技术将使研究人员能够更有效地分离和鉴定能够靶向病毒,癌症和其他疾病的稀有T细胞。

该方法可以增强科学家对这些关键免疫细胞如何应对多种疾病的理解,并促进T细胞疗法的发展。这包括旨在增强癌症或靶向病毒的T细胞的功能和数量的免疫疗法,以及旨在调节自身免疫性疾病(例如糖尿病和多发性硬化症)中过度活跃的T细胞活性的疗法。

该研究今天发表在《美国国家科学院院刊》上,描述了称为CLInt-Seq的新方法如何结合并改进现有技术,以收集稀有T细胞并对其进行基因测序。

新论文的第一作者,Owen Witte博士实验室的研究生Pavlo Nesterenko说:“ T细胞对于保护人体免受感染和癌症的侵害至关重要。” “它们既是人体适应性免疫反应的效应者又是组织者,这意味着它们可以用作治疗剂,研究它们的动力学可以揭示整体免疫活性。”

T细胞在其他免疫细胞中脱颖而出,因为它们表面上配备有称为T细胞受体的分子,该分子可识别称为抗原的外源蛋白质的片段。

我们的身体每天生产成千上万的T细胞,而这些细胞中的每一个都有其独特的受体集合。每个T细胞受体都能识别一种特异性抗原。例如,一个T细胞受体可能识别出引起普通感冒的病毒抗原,而另一个T细胞受体可能识别出患有乳腺癌的抗原。

当T细胞遇到一种抗原时,它的受体就会识别,它就会发挥作用,产生大量自身复制,并指示免疫系统的其他部分攻击携带该抗原的细胞。

世界各地的研究人员正在探索从患者体内收集带有针对癌症或其他疾病(例如SARS-CoV-2病毒)的受体的T细胞的方法,在实验室中扩增这些细胞,然后将更大数量的靶向T细胞归还给患者以增强其抵抗力。免疫反应。

“问题在于,在我们能够接触的大多数细胞群中,无论是从外周血还是从人体其他部位采集的样本中,带有目的受体的T细胞的数量都非常少,”高级Witte说。该论文的作者和UCLA广泛干细胞研究中心的创始主任。现有的捕获和识别这些T细胞的方法需要大量劳动,需要改进。

该过程效率低下的部分原因是,当T细胞识别出具有相应受体的抗原时,它们会发出信号,促使附近的其他细胞部分激活。

维特说:“这些所谓的旁观者细胞被周围的活动所激发,但实际上并不能对引起免疫反应的抗原起反应。”维特说,他是微生物学,免疫学系发展免疫学的主席和分子遗传学,是UCLA琼森综合癌症中心的成员。

当研究人员尝试使用传统方法分离具有特定受体的T细胞时,他们最终捕获了许多这些旁观者细胞。CLInt-Seq通过整合一项技术使研究人员能够从大多数旁观者细胞中区分具有目标受体的T细胞,从而缓解了这一问题。

分离具有特定受体的T细胞只是第一步。为了使这些分离的细胞有用,需要使用基于液滴的mRNA测序(也称为Drop-seq)对其进行分析,该测序可一次测量数千个单个细胞中的信使RNA表达。

“一旦知道了感兴趣的T细胞受体的序列,您就可以利用这些信息来开发疗法,在抗击癌症和病毒的情况下,可以利用更多的这种细胞,或者引入具有该受体序列的调节性T细胞来遏制癌症。给定区域的免疫反应过度活跃。”

分离具有特定受体的T细胞的过程要求使用化学物质将细胞的内容物固定在适当的位置,这些化学物质会在每个细胞内部的蛋白质与其周围环境之间形成结合,这种技术称为交联。不幸的是,交联会降解T细胞的RNA,这使得Drop-seq分析非常具有挑战性。CLInt-Seq通过利用可逆的交联方法克服了这一障碍,从而保留了T细胞的RNA。

Witte说:“该系统的创新在于,它结合了一种改进的方法,该方法可以更特异性地鉴定T细胞受体,并具有化学适应性,从而使该过程与基于液滴的mRNA测序兼容。” “这从根本上解决了寻找可治疗癌症和其他疾病以及病毒感染的T细胞受体的挑战-从引起COVID-19的急性病毒到诸如爱泼斯坦巴尔或疱疹的慢性病毒。”

展望未来,Witte实验室正在利用这项技术来解决许多科学问题,包括确定对SARS-CoV-2病毒起反应的T细胞受体,以及开发针对前列腺癌的T细胞疗法。

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