一種分析個體免疫細(xì)胞如何對導(dǎo)致結(jié)核病的細(xì)菌作出反應(yīng)的新方法，可以為針對這種致命疾病的新疫苗策略鋪平道路，并為對抗世界各地的其他傳染病提供見解。
這些尖端技術(shù)是在獸醫(yī)學(xué)院微生物學(xué)和免疫學(xué)系感染生物學(xué)教授 David Russell 博士的實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的，并在發(fā)表在《實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志》上的新研究中有詳細(xì)說明。 7 月 22 日。
多年來，羅素的實(shí)驗(yàn)室一直試圖解開結(jié)核分枝桿菌如何(Mtb) 是導(dǎo)致結(jié)核病的細(xì)菌，它會感染宿主細(xì)胞并持續(xù)存在，這些宿主細(xì)胞通常是稱為巨噬細(xì)胞的免疫細(xì)胞。
該實(shí)驗(yàn)室的最新創(chuàng)新結(jié)合了兩種分析工具，每種工具都針對病原體-宿主關(guān)系的不同方面：“報告者”Mtb 細(xì)菌，根據(jù)它們在環(huán)境中的壓力程度而發(fā)出不同的顏色;和單細(xì)胞 RNA 測序 (scRNA-seq)，產(chǎn)生單個宿主巨噬細(xì)胞的 RNA 轉(zhuǎn)錄本。
“有史以來第一次，我實(shí)驗(yàn)室的 Davide Pisu 博士將這兩種方法結(jié)合起來，分析來自體內(nèi)感染的Mtb 感染的免疫細(xì)胞，”Russell 說。
在用熒光報告基因 Mtb 細(xì)菌感染小鼠后，Russell 的團(tuán)隊能夠從小鼠肺中收集和流式分選單個 Mtb 感染的巨噬細(xì)胞。研究人員隨后確定了哪些巨噬細(xì)胞促進(jìn)了 Mtb 的生長(運(yùn)動快樂的、發(fā)紅光的??細(xì)菌)或含有不太可能生長的壓力 Mtb(不快樂的、發(fā)綠光的細(xì)菌)。
接下來，他們將兩個分類的、受感染的巨噬細(xì)胞群體進(jìn)行了單細(xì)胞 RNA 測序分析，從而生成了兩個群體中每個宿主細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄譜。
當(dāng)科學(xué)家們將巨噬細(xì)胞單細(xì)胞測序數(shù)據(jù)與報告細(xì)菌表型進(jìn)行比較時，他們發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的健康狀態(tài)與宿主細(xì)胞中的轉(zhuǎn)錄譜之間存在幾乎完美的一對一相關(guān)性。容納不快樂的綠色細(xì)菌的巨噬細(xì)胞也表達(dá)了已知會阻止細(xì)菌生長的基因，而那些擁有快樂紅色細(xì)菌的巨噬細(xì)胞表達(dá)了已知促進(jìn)細(xì)菌生長的基因。
科學(xué)實(shí)驗(yàn)很少有這么好的結(jié)果。
“絕對讓我們震驚的是它的效果如何，”拉塞爾說。“當(dāng) Davide Pisu 向我展示分析時，我差點(diǎn)從椅子上摔下來。”
通常，表型和轉(zhuǎn)錄譜是兩個很少能完美匹配的特征，體內(nèi)數(shù)據(jù)。
這種近乎完美的對決揭示了新的細(xì)微差別。
“雖然我們之前的結(jié)果將常駐肺泡巨噬細(xì)胞 (AM) 確定為允許的，而血液單核細(xì)胞衍生的募集巨噬細(xì)胞 (IM) 作為控制 Mtb 感染在廣義上是正確的，但不出所料，我們發(fā)現(xiàn)這是一種過度簡化，”拉塞爾說。
即使在這兩種不同的巨噬細(xì)胞類型中也存在差異：一些 AM 細(xì)胞控制 Mtb 生長，而一些 IM 允許細(xì)菌擴(kuò)增。研究小組發(fā)現(xiàn)，人類和小鼠肺樣本中都存在類似的免疫細(xì)胞亞群。
該研究的另一個步驟是查看 AM 和 IM 細(xì)胞對 Mtb 的反應(yīng)是否受表觀遺傳控制——這意味著細(xì)胞的特征是由于某些基因被分子開關(guān)關(guān)閉或打開這可以解釋兩組巨噬細(xì)胞的反應(yīng)不同。通過讀取細(xì)胞的表觀遺傳圖譜，他們發(fā)現(xiàn)情況確實(shí)如此。
標(biāo)簽： 結(jié)核病
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