應(yīng)用單細(xì)胞基因表達(dá)研究艾滋病疫苗在細(xì)胞水平上的反應(yīng)差異
Lukas Flatz博士分享Biomark系統(tǒng)如何促成他研究中的新發(fā)現(xiàn)
Fluidigm 技術(shù)應(yīng)用
Fluidigm 技術(shù)應(yīng)用
· 單細(xì)胞基因表達(dá)
· BioMark系統(tǒng)
· 96.96整合微流體動態(tài)芯片
文中提到的研究是Lukas Flatz博士在美國國家衛(wèi)生研究院做博士后時所進(jìn)行的工作。他現(xiàn)在是瑞士洛桑醫(yī)院大學(xué)皮膚科的醫(yī)生和研究員。
簡介
美國疫苗研究中心隸屬美國國家衛(wèi)生研究院（NIH）的國家過敏及傳染疾病研究所，它的任務(wù)是研究開發(fā)針對人類疾病的有效疫苗。在NIH做博士后工作期間，Lukas Flatz博士在美國國家科學(xué)研究院學(xué)報（Proceedings of the National Academy of Sciences）上發(fā)表了一篇關(guān)于艾滋病疫苗細(xì)胞內(nèi)反應(yīng)的文章（Single-cell gene-expression profiling reveals qualitatively distinct CD8 T cells elicited by different gene-based vaccines）。他目前在洛桑大學(xué)皮膚科研究T細(xì)胞在皮膚疾病中的作用。
挑戰(zhàn)
CD8 T細(xì)胞已知是在免疫接種后提供對一些病原體的免疫保護(hù)。但這種保護(hù)取決于不同疫苗所引起的細(xì)胞免疫應(yīng)答的異質(zhì)性和復(fù)雜性。
Flatz博士使用傳統(tǒng)的基因表達(dá)分析方法開始他的研究課題。 他和同事首先給老鼠注射3中不同的疫苗，3周以后他們從小鼠中提取脾細(xì)胞，利用P6多肽有節(jié)率地處理細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)染色細(xì)胞因子IFN-y、TNF-a和IL2。這些分析方法的結(jié)果證明CD8 T細(xì)胞在3種疫苗作用下的細(xì)胞因子功能都很相近。下一步，他們利用微芯片技術(shù)更進(jìn)一步地研究這些細(xì)胞，開始發(fā)現(xiàn)細(xì)胞對不同疫苗反應(yīng)的一些差異。
“我們于是提取了一個問題：我們怎樣才能分辨密切相關(guān)的免疫反應(yīng)之間的差異？”他說。就在這時他們找到了Fluidigm公司的技術(shù)。
“非常有趣的是，當(dāng)我們應(yīng)用Fluidigm公司的Biomark技術(shù)來檢測多達(dá)96個不同基因時，我們可以真正看到顯著的差異”，他說。
解決方案
通過他們的實驗，這些研究人員從單細(xì)胞中確定了以前無法辨別的CD8 T細(xì)胞的亞群，證明它們是由不同的疫苗誘導(dǎo)而成的。
最終這個研究組發(fā)現(xiàn)，T細(xì)胞的亞群可以根據(jù)它們的Eomes, Cxcr3, Ccr7, or Klrk1, Klrg1, and Ccr5基因在中央記憶細(xì)胞(CM)和效應(yīng)記憶細(xì)胞(EM)中的基因表達(dá)情況來定義。
正如文中討論部分總結(jié)的：“在這個研究中，分析單細(xì)胞中的基因轉(zhuǎn)錄可以定量地分辨CD8 T細(xì)胞對不同疫苗的應(yīng)答反應(yīng)，這是用傳統(tǒng)檢測方法無法解決的。這種分析用在臨床藥效實驗和非人靈長類動物的研究中可以鑒定這些研究中保護(hù)性免疫的相關(guān)性�！�
“非常有趣的是，當(dāng)我們應(yīng)用Fluidigm公司的Biomark技術(shù)來檢測多達(dá)96個不同基因時，我們可以真正看到顯著的差異” -Lukas Flatz 博士
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技術(shù)優(yōu)勢
Flatz博士表示在皮膚學(xué)研究中單細(xì)胞基因表達(dá)分析可以提供很多技術(shù)優(yōu)勢。
“在研究人類疾病時往往不能得到你所要的那么多的皮膚樣本，如果取走過多組織材料，病人會留下疤痕并會造成傷害。如果使用傳統(tǒng)的流式細(xì)胞法則需要大量的材料，而且大多時候只能檢測15-20個參數(shù)。使用Biomark技術(shù)你可以在每一個細(xì)胞中檢測多達(dá)96個參數(shù)，這就提供了很多機會來同時檢測多個基因轉(zhuǎn)錄因子、蛋白表達(dá)等。所以這種方法解決了樣品材料限制的問題，使我們獲得很高的分辨率。我們希望找到和特異皮膚疾病如牛皮癬中有關(guān)的CD4和CD8細(xì)胞群，也可以預(yù)測應(yīng)用到紅斑狼瘡、濕疹或其他在皮膚病常見的免疫反應(yīng)疾病中。這可以幫助我們了解這些疾病，并可能把他們重新劃分成不同亞群，最終鑒定新的治療靶標(biāo)……我們可以從一個細(xì)胞中獲得比用以前的技術(shù)更多的信息�！�
簡歷
Lukas Flatz博士在瑞士伯恩大學(xué)獲得醫(yī)學(xué)博士學(xué)位，一直從事免疫及皮膚學(xué)的臨床及科研工作。目前擔(dān)任瑞士洛桑醫(yī)院大學(xué)皮膚科的研究員和醫(yī)生，之前他擔(dān)任過伯恩大學(xué)傳染病研究所資深科學(xué)家。在美國國家衛(wèi)生研究院疫苗研究所病毒實驗室、瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)病理學(xué)及免疫學(xué)研究所、瑞士蘇黎世醫(yī)院大學(xué)實驗免疫研究所等單位從事過博士后工作。
“使用Biomark技術(shù)你可以在每一個細(xì)胞中檢測多達(dá)96個參數(shù)……我們可以從一個細(xì)胞中獲得比用以前的技術(shù)更多的信息”-Flatz博士
引文
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