一種分析個體免疫細胞如何對導(dǎo)致結(jié)核病的細菌作出反應(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)學院微生物學和免疫學系感染生物學教授 David Russell 博士的實驗室開發(fā)的，并在發(fā)表在《實驗醫(yī)學雜志》上的新研究中有詳細說明。 7 月 22 日。
多年來，羅素的實驗室一直試圖解開結(jié)核分枝桿菌如何(Mtb) 是導(dǎo)致結(jié)核病的細菌，它會感染宿主細胞并持續(xù)存在，這些宿主細胞通常是稱為巨噬細胞的免疫細胞。
該實驗室的最新創(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;和單細胞 RNA 測序 (scRNA-seq)，產(chǎn)生單個宿主巨噬細胞的 RNA 轉(zhuǎn)錄本。
“有史以來第一次，我實驗室的 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 感染的免疫細胞，”Russell 說。
在用熒光報告基因 Mtb 細菌感染小鼠后，Russell 的團隊能夠從小鼠肺中收集和流式分選單個 Mtb 感染的巨噬細胞。研究人員隨后確定了哪些巨噬細胞促進了 Mtb 的生長(運動快樂的、發(fā)紅光的??細菌)或含有不太可能生長的壓力 Mtb(不快樂的、發(fā)綠光的細菌)。
接下來，他們將兩個分類的、受感染的巨噬細胞群體進行了單細胞 RNA 測序分析，從而生成了兩個群體中每個宿主細胞的轉(zhuǎn)錄譜。
當科學家們將巨噬細胞單細胞測序數(shù)據(jù)與報告細菌表型進行比較時，他們發(fā)現(xiàn)細菌的健康狀態(tài)與宿主細胞中的轉(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菌的巨噬細胞也表達了已知會阻止細菌生長的基因，而那些擁有快樂紅色細菌的巨噬細胞表達了已知促進細菌生長的基因。
科學實驗很少有這么好的結(jié)果。
“絕對讓我們震驚的是它的效果如何，”拉塞爾說。“當 Davide Pisu 向我展示分析時，我差點從椅子上摔下來。”
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微差別。
“雖然我們之前的結(jié)果將常駐肺泡巨噬細胞 (AM) 確定為允許的，而血液單核細胞衍生的募集巨噬細胞 (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胞類型中也存在差異：一些 AM 細胞控制 Mtb 生長，而一些 IM 允許細菌擴增。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胞亞群。
該研究的另一個步驟是查看 AM 和 IM 細胞對 Mtb 的反應(yīng)是否受表觀遺傳控制——這意味著細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胞的反應(yīng)不同。通過讀取細胞的表觀遺傳圖譜，他們發(fā)現(xiàn)情況確實如此。
標簽： 結(jié)核病
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