深圳科學家牽頭構建最全人類免疫細胞系統發育圖譜

撰文:林芷瑩
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中科院深圳先進院聯合國內多家醫院、高校,首次成功構建出組織範圍最廣、時間跨度最長、採樣密度最高的高分辨率人類免疫系統發育圖譜。
相關研究成果已登上最新一期國際學術期刊《細胞》(Cell),將有力推動免疫學和發育生物學領域的發展。

免疫細胞是免疫系統中不可或缺的組成部分,會快速地增殖、分化和遷移,防止病毒細菌等病原體入侵人體。在研究中,團隊通過自主搭建的單細胞轉錄組測序平台,對發育中的30萬個免疫細胞進行「解碼」,成功構建研究領域內組織範圍最廣、時間跨度最長、採樣密度最高的高分辨率人類免疫系統發育圖譜。

構建人類免疫系統發育時空圖譜。(微信公眾號@深圳發布)

同時,研究人員鑑定出一群廣泛存在於多個組織臟器的促血管生成巨噬細胞,以及一群在中樞神經系統外的類小膠質細胞。

外周器官中的類小膠質細胞與中樞神經中的小膠質細胞的表型一致。(微信公眾號@深圳發布)

論文通訊作者、中科院深圳先進院合成生物學研究所研究員李漢傑介紹,團隊從成百上千億的細胞中檢測近30萬個高質量的免疫細胞,鑑定了11種主要的免疫細胞類型,對每一種主要的免疫細胞類型進行更細緻的分類,最終註釋得到包括15種巨噬細胞在內的56種免疫細胞亞型。

據了解,科研人員還針對該圖譜開發可視化共享平台,以便更多研究人員探索該數據集,推動免疫學研究發展。

李漢傑表示,該研究也將成為新技術、新方法的科學成果顛覆舊知識、舊成果的典型案例。該發現有望為相關區域的疾病發生發展、免疫療法的發展以及發育生物學的深入研究提供有益的指導。

巨噬細胞通過吞噬細胞殘骸和廢物來清除病原體和有害物質,也能通過釋放細胞因子等信號來告知其他免疫細胞有外來入侵物質。此外,巨噬細胞還可以感知周圍環境的變化,根據器官的需求來維持身體的穩態。

小膠質細胞作為中樞神經系統中最主要的巨噬細胞,在傳統認知中只存在於腦和脊髓,不會在其他器官或組織中出現。

惟研究團隊觀察發現,在發育時期,有一類細胞形態、特徵蛋白表達、轉錄組表達譜都與小膠質細胞非常相似的特殊細胞亞群,廣泛分布在中樞神經系統之外的多個組織中(包括表皮、心臟和睾丸),科研團隊將其命名為「類小膠質細胞」。

研究團隊還發現巨噬細胞的「技能點」,它們不僅僅在體內有吞噬異物、維持穩態等作用,在胚胎發育過程中還能影響人體神經嵴細胞分化,助力誘導血管生成等「推陳出新」的功能。