引言
适应性免疫反应的基础是针对特定抗原的稀有T或B细胞的克隆扩增。CD4+或CD8+ T细胞在识别病原体抗原后可以激活、增殖、分化和迁移，以控制感染【1】。然而，现有的追踪T细胞反应方法存在一定的局限性，例如：TCR测序可以识别TCR基因的使用模式，但无法直接关联表型或功能信息；单细胞测序可以分析TCR序列和基因表达，但细胞数量有限；功能性实验：例如ELISPOT，可以测量特定细胞产生的细胞因子，但只能测量单一功能；四聚体染色可以识别特定T细胞，但需要定制试剂，无法研究整个T细胞库。CyTOF是一种先进的流式细胞技术，它使用飞行时间质谱来同时检测单个细胞上的多个参数，可以对数百万个单细胞中的超过45种蛋白质进行高通量定量分析【2】。
近日，来自美国加州大学伯克利分校的Michel DuPage研究团队和旧金山分校的Matthew H. Spitzer研究团队合作在Nature Immunology杂志上发表题为A mass cytometry method pairing T cell receptor and differentiation state analysis的研究论文，该研究开发了基于CyTOF的方法，通过结合针对特定TCR Vα和Vβ链的抗体以及针对T细胞激活和分化蛋白的抗体，来追踪T细胞反应。
研究人员首先利用CyTOF跟踪了小鼠对减毒李斯特菌 (LADD) 感染的反应。UMAP 可视化显示 LADD 感染小鼠的CD8+ T细胞分为效应T细胞 (Teff) 和效应记忆T细胞 (TEM)。CyTOF识别出在 LADD感染后扩张的Vβ5.1/2+和Vβ12+ CD8+ T细胞，以及Vβ14+ CD8+ T细胞和Vβ13+Vα2+ CD4+ T细胞。这些T细胞分别识别李斯特菌来源的LLO蛋白和流感病毒NP蛋白的特定表位。CyTOF还可以识别表达特定Vβ链的调节性T细胞 (Treg) 的扩张，这有助于我们更好地理解Treg细胞在免疫反应中的作用。研究人员将CyTOF与TCR-seq和scRNA-seq等技术进行比较，验证CyTOF分析TCR使用情况的有效性，发现CyTOF 与TCR-seq分析结果一致，均显示LADD感染小鼠中SIINFEKL特异性CD8+ T细胞使用 Vβ14 链。此外，CyTOF和scRNA-seq均发现LADD感染小鼠的 CD8+ T细胞使用Vβ14链和Vα2.1链，并与TCR-seq结果一致。比较分析发现CyTOF的TCR赋能效率高于scRNA-seq，但受限于可用的抗体试剂。为了探讨OVA表达在肿瘤细胞中是否会导致Vβ14+ CD8+ T 细胞的扩张，类似于 LADD 感染。研究人员在表达OVA的B16F10-OVA肿瘤模型中，发现Vβ14+ CD8+ T细胞在肿瘤和肿瘤引流淋巴结中扩张。这些T细胞识别OVA抗原，类似于LADD感染，表明Vβ14+ CD8+ T细胞可以识别肿瘤抗原，并可能在肿瘤免疫中发挥作用。研究人员进一步利用CyTOF技术追踪小鼠对流感病毒感染的反应，发现流感感染导致 CD8+ 和CD4+ T细胞激活并增殖，并分化为Teff和TEM细胞。CyTOF识别出流感特异性 T细胞，包括识别NP蛋白和PA蛋白表位的CD8+ T细胞，以及扩张的Vβ14+ CD4+ T细胞和Vβ9+ Treg 细胞。最后，研究人员探讨了预防性流感疫苗接种和恢复期血清转移对流感感染后T细胞反应的影响。研究发现，预防性疫苗接种可以促进TRM细胞的形成，而恢复期血清转移则抑制CD8+ T细胞的扩张并改变其分化状态。总而言之，本研究表明CyTOF是一种强大的工具，可以用于深入解析T细胞反应和TCR 库变化。CyTOF的应用将有助于我们更好地理解免疫系统的复杂性和动态变化，并开发新的免疫治疗方法。参考文献
1. Abdelbary, M., Hobbs, S. J., Gibbs, J. S., Yewdell, J. W. & Nolz, J. C. T cell receptor signaling strength establishes the chemotactic properties of effector CD8+ T cells that control tissue-residency. Nat. Commun. 14, 3928 (2023).2. Spitzer, M. H. et al. An interactive reference framework for modeling a dynamic immune system. Science 349, 1259425 (2015).https://doi.org/10.1038/s41590-024-01937-3责编|探索君
排版|探索君
文章来源|“BioArt”
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