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研究通過(guò)單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序構(gòu)建胸腺器官發(fā)生分子圖譜
閱讀:427 發(fā)布時(shí)間:2020-1-1T淋巴細(xì)胞是宿主適應(yīng)性免疫系統(tǒng)中重要的免疫細(xì)胞之一,在抵抗病原入侵、維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)以及抗腫瘤等方面起到*的作用。胸腺是T淋巴細(xì)胞發(fā)育的必需場(chǎng)所。胎肝或骨髓來(lái)源的胸腺定植祖細(xì)胞(thymus seeding progenitor, TSP)遷移定植到胸腺后,即為早期胸腺祖細(xì)胞(ETP)。ETP在胸腺中經(jīng)過(guò)增殖、特化、T細(xì)胞受體重排、陽(yáng)性選擇和陰性選擇,形成成熟的胸腺細(xì)胞即初始T淋巴細(xì)胞輸出至外周。
在該過(guò)程中,包括上皮細(xì)胞及間質(zhì)細(xì)胞在內(nèi)的胸腺基質(zhì)細(xì)胞對(duì)于胸腺細(xì)胞的分化成熟發(fā)揮了重要作用。由于技術(shù)手段制約以及樣品稀缺,對(duì)于人類(lèi)胚胎早T淋巴細(xì)胞發(fā)生的認(rèn)識(shí)相當(dāng)匱乏。此外,精準(zhǔn)、深入解析人類(lèi)T淋巴細(xì)胞的起源及發(fā)育規(guī)律,對(duì)于指導(dǎo)T淋巴細(xì)胞體外再生必將提供重要的理論基礎(chǔ)。
近日,四川大學(xué)華西醫(yī)院風(fēng)濕免疫科、罕見(jiàn)病中心、生物治療國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室胡洪波研究員組、總醫(yī)院第五醫(yī)學(xué)中心劉兵研究員組與暨南大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院蘭雨研究員組合作,在人類(lèi)T細(xì)胞起源和胸腺器官發(fā)生方面取得重要進(jìn)展。
該研究*通過(guò)單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序構(gòu)建了人類(lèi)胚胎早期T淋巴細(xì)胞發(fā)育以及胸腺器官發(fā)生的分子圖譜。
研究人員針對(duì)人類(lèi)胚胎胸腺器官發(fā)生階段(8-10周)的細(xì)胞,利用高通量單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,鑒定出造血、上皮、間質(zhì)和內(nèi)皮等四個(gè)主要細(xì)胞群體,進(jìn)一步將造血細(xì)胞分為10個(gè)亞群,分別為:三個(gè)ETP亞群,三個(gè)T細(xì)胞前體亞群,以及固有淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹(shù)突細(xì)胞和肥大細(xì)胞亞群等。
通過(guò)比較胚期 ETP(主要來(lái)源于8周)和胎期 ETP(主要來(lái)源于9、10周)的差異表達(dá)基因,推斷在胸腺內(nèi)血管形成(8周)前后,造血祖細(xì)胞可能通過(guò)不同的方式遷入胸腺。研究人員通過(guò)體外培養(yǎng),證實(shí)CD7+ETP(Lin-CD45+CD34+CD1a-CD7+)除了具有T細(xì)胞潛能之外,仍具有髓系、B和NK的多系分化潛能,這與成體CD7+ETP僅具有T和NK的分化潛能不同。
此外,研究人員通過(guò)將胸腺ETP與不同發(fā)育階段生血位點(diǎn)、造血位點(diǎn)和循環(huán)血中的淋系祖細(xì)胞進(jìn)行聯(lián)合分析,發(fā)現(xiàn)ETP與相近發(fā)育階段胎肝中淋系祖細(xì)胞相似;并且重新分為兩個(gè)亞群:更相似者具有更靜息的細(xì)胞周期特征(TSP-like ETP),而另一個(gè)亞群處于更活躍的細(xì)胞周期狀態(tài)(proliferating ETP)。與TSP-like ETP在發(fā)育軌跡上重疊的那部分淋系祖細(xì)胞則被定義為T(mén)SP。
研究表明,在早于胸腺器官發(fā)生的胚胎發(fā)育階段,進(jìn)一步在轉(zhuǎn)錄組水平實(shí)現(xiàn)了對(duì)于早在5周左右的主動(dòng)脈-性腺-中腎區(qū)淋系祖細(xì)胞的群體捕獲和分子特征分析。此外,作者還深入分析了人胚胸腺中和 T淋巴細(xì)胞早期特化過(guò)程中的不同基因調(diào)節(jié)模式;解析了胸腺上皮細(xì)胞(Thymic epithelial cell, TEC)早期分化事件。
為了闡明胸腺中微環(huán)境細(xì)胞成分對(duì)造血細(xì)胞的潛在調(diào)控作用,研究人員利用受配體分析預(yù)測(cè)了上皮、間質(zhì)、內(nèi)皮細(xì)胞群體與不同造血細(xì)胞群體之間潛在的相互作用;利用多色免疫熒光證實(shí)間質(zhì)細(xì)胞分泌產(chǎn)生IGF2,可能調(diào)控表達(dá)IGF1R的造血祖細(xì)胞定向T淋巴細(xì)胞發(fā)育。