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麻省理工学院研究人员已经开发了一种分离与不同靶标结合的T细胞的方法，然后序列其RNA。
当您的免疫系统暴露于疫苗时，过敏原或传染性微生物，T细胞的子集可以识别出外国入侵者的跨越行动。其中一些T细胞被引入杀死感染的细胞，而其他T细胞用作在整个身体中循环的记忆单元，以防侵略者再次出现。
MIT研究人员现在已经设计了一种方法来鉴定共享特定目标的T细胞，作为一种称为高通量单细胞RNA测序的过程的一部分。这种分析可以通过确定它们在给定时间打开的基因来揭示那些T细胞的独特功能。在一项新的研究中，研究人员使用这种技术来鉴定产生花生过敏患者患者炎症的T细胞。
在现在正在进行的工作中，研究人员正在使用这种方法来研究患者的T细胞如何对花生过敏的口服免疫疗法作出反应，这可以帮助他们确定治疗是否适用于特定患者。这些研究还可以帮助指导研究人员在开发和测试新的治疗方面。
“食物过敏影响了约5％的人口，除了避免以外，并没有明确的临床干预，这可能会对家庭和患者自己带来很大的压力，”J. Christopher Love，Raymond A.和Helen E. St. Laurent化学工程教授和麻省理工学院梭科学综合癌症研究所成员。“了解驱动这些反应的潜在生物学仍然是一个非常关键的问题。”
Love and Alex K.Shalek，Shale K.Shalek是MIT的辉瑞 - 拉巴职业发展助理教授，化学助理教授，MIT医学工程和科学（IMES）学院核心成员，以及科赫研究所的副别会，是该研究的高级作者，它在2019年11月19日在自然免疫学中出现。本文的牵头作者是古老的TU和前博士托德Gierahn的研究生。
提取信息
研究人员的新方法在其先前的工作开发技术上建立了在大群细胞上快速进行单细胞RNA测序的开发技术。通过测序信使RNA，科学家们可以发现在给定时间表达哪些基因，让他们熟悉inpidual细胞的功能。
在免疫细胞上进行RNA测序，例如T细胞，是极大的兴趣，因为T细胞在免疫应答中具有如此多的不同作用。然而，先前的测序研究无法识别响应特定靶或抗原的T细胞的群体，其由T细胞受体（TCR）的序列确定。这是因为单细胞RNA测序通常标记和序列只有每个RNA分子的一端，并且在分子的相对端发现T细胞受体基因的大多数变化，这不会被测序。
“长期以来，人们已经用这种方法描述了T细胞和他们的转录组，但没有关于细胞实际上具有什么样的T细胞受体的信息，”Tu说。“当这个项目开始时，我们正在考虑如何尝试以这种方式恢复这些库的信息，这些信息不会掩盖这些数据集的单个小区分辨率，并且不需要我们大大改变我们的测序工作流程和平台。“
在单个T细胞中，编码T细胞受体的RNA占细胞总RNA的1％，因此麻省理工学院组织提出了一种扩增这些特定RNA分子的方法，然后将它们从总样品中拉出它们可以完全测序。每个RNA分子用条形码标记，以显示它来自哪种细胞，因此研究人员可以将T细胞的靶标与它们的RNA表达模式匹配。这允许它们确定哪些基因在靶向特异性抗原的T细胞的群体中是活性的。
“要将T细胞的功能置于上下文中，您必须了解他们试图识别的是什么，”Shalek说。“此方法允许您使用现有的单单元RNA测序库并释放您可能想要表征的相关序列。在其核心，该方法是提取隐藏在基因组的表达分析数据内部的一些信息的直接策略。“
研究人员说，这种技术的另一个优势在于它不需要昂贵的化学品，依赖于许多实验室已经拥有的设备，并且可以应用于许多先前处理的样本。
分析过敏
在自然免疫论文中，研究人员证明他们可以使用这种技术挑选在小鼠针对病毒的小鼠疫苗后挑选对人乳头瘤病毒有效的小鼠T细胞。他们发现即使所有这些T细胞都反应于病毒，细胞也有不同的TCR，并且似乎是不同的显影阶段 - 有些被激活用于杀死受感染的细胞，而其他人则集中于生长和垂涎。
然后研究人员分析了从4例花生过敏患者服用的T细胞。将细胞暴露于花生过敏原后，它们能够鉴定对这些过敏原的活性的T细胞。他们还显示了哪个T细胞的子集是最活跃的，发现一些产生通常与过敏反应相关的炎性细胞因子的一些。
“我们现在可以开始分层数据来揭示最重要的细胞是什么，我们在单独使用RNA测序之前我们无法识别。”
爱的实验室现在正在与马萨诸塞州综合医院的研究人员合作，使用这种技术来追踪受试者对花生过敏的口服免疫疗法的免疫反应 - 一种涉及消耗少量过敏原的技术，允许免疫系统为其积聚宽容。
在临床试验中，该技术已被证明在一些但不是所有患者中工作。麻省理工学院/ MGH团队希望他们的研究将有助于识别可用于预测哪些患者对治疗响应的因素。
“有人希望有更好的意识到干预是否会取得成功，早期，”爱说。
该策略还可用于帮助开发和监测癌症的免疫治疗治疗，例如Car-T细胞疗法，这涉及编程患者自己的T细胞以靶向肿瘤。Shalek的实验室还积极将这种技术与MGH，麻省理工学院，麻省理工学院，麻省理工学院，麻省理工学院，麻省理工学院和哈佛大学的合作者应用于与艾滋病毒和结核病等抗菌感染的T细胞识别。
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参考：“与大规模平行3RNA-SEQ配′对的TCR测序揭示了Clonotypic T细胞签名”To.Tu，Todd M.Gierahn，Brinda Monian，Duncan M. Morgan，Naveen K. Mehta，Bert Ruiter，Wayne G. Shreffler，Alex K.Shalek和J. Christopher Love，2019年11月19日，自然免疫学
.DOI：10.1038 / s41590-019-0544-5.
该研究由Koch Institute支持（核心）批准来自国立卫生研究所，达娜法尔伯/哈佛大学癌症中心桥梁项目，食品过敏科学倡议，在广泛的麻省理工学院和哈佛大学，阿诺德和哈佛大学MABEL BECKMAN基金会，一个SEARLE SECHRAR奖，SLOAN研究化学研究奖学金，PEW-Stewart学者计划以及国家卫生研究院。
